지도 앱은 내가 어디 있는지 어떻게 아나요

원리부터 차근차근
위성만으로는 건물 안에서 길을 못 찾습니다
휴대폰은 위성, 기지국, 그리고 주변 와이파이 신호까지 함께 씁니다. 세 가지를 합쳐야 지금의 정확도가 나옵니다.

지도 앱을 열면 파란 점이 내가 선 자리에 정확히 찍힙니다. 그런데 지하 주차장에서는 엉뚱한 곳을 가리키고, 고층 건물 사이에서는 파란 점 주변에 흐릿한 원이 커집니다. 어떨 때는 맞고 어떨 때는 틀리는 데는 이유가 있습니다.

휴대폰이 내 위치를 알아내는 방법은 하나가 아닙니다. 세 가지 방법을 상황에 따라 섞어 씁니다. 어떤 방법이 지금 쓰이고 있는지를 알면, 위치가 틀릴 때 왜 그런지도 이해됩니다.

지도 앱의 파란 점이 표시된 휴대폰 화면
지도 앱의 파란 점이 표시된 휴대폰 화면

방법 하나

위성 — 시간 차이로 거리를 계산합니다

하늘에는 위치 확인용 위성들이 돌고 있습니다. 각 위성은 지금 몇 시인지를 계속 방송합니다. 휴대폰은 그 신호를 받아 자기 시계와 비교합니다. 신호가 도착하기까지 걸린 시간을 알면, 그 위성까지의 거리를 계산할 수 있습니다.

위성 하나까지의 거리를 알면 “그 위성에서 이만큼 떨어진 어딘가”라는 것만 압니다. 그런데 위성 셋, 넷의 거리를 동시에 알면 그 조건을 모두 만족하는 지점은 하나로 좁혀집니다. 종이 지도에서 세 건물로부터의 거리를 재어 내 위치를 찾는 것과 같은 방식입니다.

위성이 몇 개 보이나결과
0~2개위치를 정할 수 없습니다
3개대략적인 위치
4개 이상높이까지 포함해 정확해집니다
많을수록오차가 줄어듭니다
약점
하늘이 가려지면 무력합니다
신호가 매우 약해서 건물 안, 지하, 터널에서는 거의 받지 못합니다. 고층 건물 사이에서는 신호가 벽에 반사되어 돌아오는 바람에 거리 계산이 틀어지기도 합니다. 도심에서 위치가 튀는 이유입니다.
빌딩 사이로 보이는 하늘
빌딩 사이로 보이는 하늘

방법 둘

기지국 — 넓지만 빠릅니다

휴대폰은 늘 가까운 기지국과 연결되어 있습니다. 어느 기지국에 붙어 있는지, 신호가 얼마나 센지를 보면 대략의 위치가 나옵니다. 기지국의 위치는 이미 알려져 있으니까요.

정확도는 낮습니다. 도심에서는 수백 미터, 외곽에서는 수 킬로미터까지 오차가 납니다. 대신 매우 빠르고 실내에서도 됩니다. 지도 앱을 열자마자 화면이 내 동네로 먼저 이동하는 것이 이 방법이고, 그 다음 위성이 잡히면서 점이 정확한 자리로 옮겨갑니다.

위성 — 정확하지만 실외에서만
​​
와이파이 — 실내에서 강합니다
​​
기지국 — 빠르지만 넓게 잡힙니다
​​

→ 각 방법의 정확도 차이를 설명하기 위한 도식이며 실제 오차 범위를 나타낸 측정값이 아닙니다.


방법 셋

와이파이 — 실내에서 가장 큰 역할을 합니다

이 방법이 가장 의외이고, 동시에 실내 정확도의 비밀입니다. 휴대폰은 주변에 어떤 와이파이 이름들이 보이는지를 확인합니다. 접속하지 않아도, 비밀번호를 몰라도, 보이기만 하면 됩니다.

지도 회사들은 어느 지역에 어떤 와이파이가 있는지를 모아 둔 목록을 가지고 있습니다. 그래서 “지금 이 세 개의 와이파이가 동시에 보인다”는 정보만으로도 위치가 상당히 좁혀집니다. 백화점 안에서 몇 층인지까지 맞히는 것이 이 방식 덕분입니다.

그래서 생기는 일
와이파이를 끄면 위치가 부정확해집니다
배터리를 아끼려고 와이파이를 꺼 두면 실내 위치 정확도가 눈에 띄게 떨어집니다. 지하상가나 대형 건물에서 길을 찾을 때는 와이파이를 켜 두는 편이 낫습니다. 접속하지 않아도 됩니다.
알아두면 좋은 것
공유기를 이사할 때
공유기를 다른 지역으로 옮기면, 목록이 갱신되기 전까지 그 주변 기기들이 예전 위치로 잘못 인식될 수 있습니다. 시간이 지나면 자연히 고쳐집니다.
상황주로 쓰이는 방법정확도
탁 트인 야외위성가장 정확
도심 빌딩 사이위성 + 와이파이반사로 흔들립니다
건물 안와이파이층까지 구분되기도
지하 주차장와이파이 + 기지국들쑥날쑥
터널 안추측 항법움직임으로 추정
비행기 모드없음위치를 못 찾습니다
실내 지도가 표시된 휴대폰 화면
실내 지도가 표시된 휴대폰 화면

보조 장치

신호가 끊겨도 점이 움직이는 이유

터널에 들어가면 위성 신호가 끊깁니다. 그런데 내비게이션의 차량 표시는 계속 앞으로 나아갑니다. 신호가 없는데 어떻게 아는 걸까요.

휴대폰 안에는 움직임을 감지하는 부품들이 들어 있습니다. 어느 방향으로 얼마나 빠르게 움직이는지, 어느 쪽을 향하고 있는지를 읽습니다. 마지막으로 알던 위치에서 출발해 “이만큼 이 방향으로 갔으니 지금쯤 여기일 것”이라고 추정하는 것입니다.

부품읽는 것쓰임
가속도계속도의 변화걸음 수, 이동 거리
자이로스코프회전과 방향돌아선 각도
지자기 센서나침반 방향지도가 어느 쪽을 보는지
기압계기압 변화몇 층인지 추정
한계
시간이 지날수록 어긋납니다
추정은 오차가 쌓입니다. 짧은 터널에서는 잘 맞지만 긴 터널에서는 점점 어긋나다가, 터널을 빠져나와 위성이 다시 잡히는 순간 제자리로 훌쩍 뜁니다. 그 순간이 바로 추정에서 실제 측정으로 돌아온 지점입니다.

기압계가 층수를 알아내는 데 쓰인다는 점도 흥미롭습니다. 높이 올라갈수록 기압이 조금씩 낮아지므로, 그 차이로 몇 층인지 짐작합니다. 고층 건물에서 지도가 층을 구분해 보여주는 이유입니다.


실전

위치가 자꾸 틀릴 때 해볼 것

1
와이파이를 켭니다
접속하지 않아도 됩니다. 켜 두기만 해도 실내 정확도가 크게 올라갑니다. 위치가 이상할 때 가장 먼저 해볼 일입니다.
2
나침반을 보정합니다
지도가 엉뚱한 방향을 가리킨다면 자기 센서가 어긋난 것입니다. 휴대폰을 손에 들고 공중에 8자를 그리듯 몇 번 돌리면 보정됩니다. 지도 앱이 직접 안내하기도 합니다.
3
케이스에 자석이 있는지 확인합니다
자석이 든 케이스나 거치대가 나침반을 방해할 수 있습니다. 방향이 계속 틀린다면 케이스를 벗고 확인해 보세요.
4
위치 정확도 설정을 확인합니다
설정에 위치 정확도를 높이는 항목이 있습니다. 꺼져 있으면 와이파이와 기지국 정보를 활용하지 않아 정확도가 떨어집니다.
5
잠시 하늘이 보이는 곳에 서 있습니다
건물에서 막 나왔다면 위성을 다시 잡는 데 몇십 초가 걸립니다. 창가나 야외에서 잠깐 기다리면 제자리를 찾습니다.
배터리와의 관계
위치 기능이 배터리를 많이 쓰는 이유
세 가지 방법을 동시에 돌리고, 화면을 계속 켜 두고, 지도를 계속 내려받기 때문입니다. 내비게이션을 오래 쓸 때 충전기를 함께 쓰는 것이 좋은 이유입니다.
차량 거치대에 놓인 내비게이션 화면
차량 거치대에 놓인 내비게이션 화면

개인정보

그럼 내 위치는 누가 알고 있나요

중요한 구분이 하나 있습니다. 위성은 신호를 보내기만 합니다. 내가 위성에게 무언가를 보내는 것이 아니라, 일방적으로 받아서 스스로 계산합니다. 그래서 위성 쪽에서 누가 어디 있는지 알 수는 없습니다.

위치 정보가 밖으로 나가는 것은 앱이 그것을 서버로 보낼 때입니다. 지도 앱이 길 안내를 하려면 내 위치를 보내야 하고, 배달 앱도 마찬가지입니다. 문제는 위치가 꼭 필요하지 않은 앱까지 권한을 요구하는 경우입니다.

권한 설정의미권장
항상 허용앱을 안 써도 수집됩니다꼭 필요한 앱만
앱 사용 중에만앱이 열려 있을 때만대부분 이것으로 충분
이번만 허용한 번 쓰고 끝가끔 쓰는 앱에
정확한 위치 끄기대략의 위치만 전달날씨 앱 등에 유용
허용 안 함위치를 주지 않습니다필요 없는 앱
지금 확인해 볼 것
항상 허용으로 된 앱 목록
설정의 위치 서비스 항목에서 어떤 앱이 어떤 권한을 가졌는지 한눈에 볼 수 있습니다. “항상 허용”으로 된 앱 중에 이유를 모르겠는 것이 있다면 “앱 사용 중에만”으로 바꾸세요. 불편함은 거의 없습니다.
위치 권한 설정 화면
위치 권한 설정 화면

여기서만

여기서만 보는 정리

지도 앱 이야기에서 거의 설명되지 않지만, 알고 나면 여러 가지가 한꺼번에 풀리는 사실이 하나 있습니다. 파란 점 주위의 흐릿한 원은 장식이 아닙니다.

그 원은 “내가 이 원 안 어딘가에 있다”는 뜻입니다. 원이 작으면 위치가 정확한 것이고, 크면 앱도 확신하지 못하고 있는 것입니다. 지하 주차장에서 원이 건물 전체를 덮을 만큼 커지는 것을 보신 적이 있을 겁니다. 그건 오류가 아니라 정직한 표시입니다.

이 원을 읽을 줄 알면 실생활에서 도움이 됩니다. 약속 장소에서 상대의 위치를 공유받았는데 원이 크다면, 그 지점을 믿고 움직이기보다 전화하는 편이 빠릅니다. 사진의 촬영 위치가 이상하게 찍혀 있다면 그때 원이 컸다는 뜻입니다.

그리고 한 가지 더. 원이 클 때 움직이면 오히려 빨리 좁혀집니다. 제자리에 서서 기다리는 것보다 몇 걸음 걸으면 주변 신호가 바뀌면서 계산에 쓸 정보가 늘어납니다. 위치가 안 잡힐 때 가만히 서 있는 것은 도움이 되지 않습니다. 창가 쪽으로, 또는 하늘이 보이는 쪽으로 몇 걸음 옮기세요.


자주 묻는 질문

이런 게 궁금하실 겁니다

Q. 비행기 모드에서도 위치가 잡히나요
위성 신호를 받는 기능은 원래 받기만 하는 것이라 이론적으로는 가능합니다. 다만 대부분의 기기에서 비행기 모드는 관련 기능을 함께 끄므로 실제로는 잡히지 않습니다.
Q. 데이터를 끄면 지도를 못 쓰나요
위치는 잡히지만 지도 그림을 내려받지 못합니다. 여행 전에 지역 지도를 미리 내려받아 두면 데이터 없이도 길 안내를 받을 수 있습니다.
Q. 내비게이션이 자꾸 다른 길을 안내해요
실시간 교통 정보를 반영해 경로를 바꾸기 때문입니다. 다만 위치가 튀면서 엉뚱한 재탐색이 일어나기도 하니, 거치대의 자석과 창문 열선 위치도 한 번 확인해 보세요.
Q. 걸음 수는 위치 정보로 세나요
아닙니다. 움직임 센서가 셉니다. 그래서 위치 권한을 꺼도 걸음 수는 기록됩니다.
Q. 사진에 찍힌 위치 정보를 지울 수 있나요
공유할 때 위치 정보를 빼는 선택지가 대부분 제공됩니다. 사진을 온라인에 올릴 때는 확인하고 올리시는 편이 안전합니다.

여러 나라의 위성

위성은 한 나라 것만 쓰는 게 아닙니다

위치 확인용 위성망은 여러 나라가 각자 운영합니다. 요즘 휴대폰은 이들 중 여러 개를 동시에 받습니다. 보이는 위성이 많아질수록 계산이 정확해지기 때문입니다.

운영 주체특징
미국가장 먼저 시작해 가장 널리 쓰입니다
유럽민간용 정밀도에 중점을 둡니다
러시아고위도 지역에서 유리합니다
중국아시아 지역 신호가 촘촘합니다
일본일본과 주변 지역을 보완합니다

사용자가 고를 일은 없습니다. 휴대폰이 알아서 잡히는 것을 모두 씁니다. 다만 사양표에 여러 위성망 이름이 적혀 있다면 그만큼 위치를 잘 잡는다는 뜻으로 보시면 됩니다.

알아두면 좋은 것
신호가 약한 곳에서는 시간이 걸립니다
전원을 껐다 켠 직후나 오랜만에 쓰는 기기는 위성 정보를 처음부터 받아야 해서 더 오래 걸립니다. 인터넷에 연결되어 있으면 미리 정보를 받아 훨씬 빨라집니다.
밤하늘의 별과 위성 궤도 이미지
밤하늘의 별과 위성 궤도 이미지

활용

위치 기능으로 할 수 있는 일들

길 찾기 말고도 쓸모가 많습니다. 이미 기기에 들어 있는데 모르고 지나치는 기능들입니다.

기능쓰임설정 위치
기기 찾기잃어버린 휴대폰의 위치 확인계정 보안 설정
장소 기반 알림마트에 도착하면 장보기 목록 알림미리 알림 앱
가족 위치 공유아이의 하교 도착 알림가족 공유 설정
주차 위치 저장차를 세운 자리 자동 기록지도 앱
사진 지도 보기여행 사진을 지도 위에서 정리사진 앱

두 번째 기능은 의외로 쓸모가 큽니다. 시간이 아니라 장소를 조건으로 알림을 걸 수 있습니다. “집에 도착하면 세탁기 돌리기” 같은 식입니다. 깜빡하기 쉬운 일들을 장소에 묶어 두면 기억할 필요가 없어집니다.

가장 먼저 켜 두세요
기기 찾기
휴대폰을 잃어버렸을 때 위치를 확인하고 원격으로 잠그거나 지울 수 있습니다. 잃어버린 뒤에는 켤 수 없으니 지금 확인해 두시는 것이 좋습니다.

가족 위치 공유는 편리한 만큼 서로의 동의가 중요합니다. 특히 자녀가 있는 경우, 감시가 아니라 안전을 위한 것이라는 점을 함께 이야기하고 설정하시는 편이 좋습니다.

출처와 정확성에 대하여
위성 신호의 도달 시간으로 거리를 계산해 위치를 구하는 방식, 기지국과 와이파이 정보를 함께 사용해 정확도를 높이는 방식, 움직임 센서로 위치를 추정하는 방식은 운영체제 제공사가 공개한 위치 서비스 설명과 널리 통용되는 측위 원리를 쉬운 말로 풀어 쓴 것입니다. 상황별 실제 오차 범위, 위성 수에 따른 정확도 수치는 지형과 기기, 시점에 따라 편차가 매우 커서 신뢰할 만한 공개 자료를 확인하지 못해 구체적 수치는 싣지 않았습니다. 본문의 막대그래프는 방법별 정확도 차이를 설명하기 위한 도식이며 측정값이 아닙니다. 위치 권한 메뉴의 이름과 구성은 운영체제 버전에 따라 다를 수 있습니다.
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이 글에서 확인한 자료
본문의 안내는 아래 공식 문서를 직접 열어 확인한 내용입니다.
1
미국 정부 GPS.gov
「How GPS Works」
GPS 기기는 위성 신호가 오는 데 걸린 시간으로 거리를 구하고, 위성 4개 이상으로 3차원 위치를 계산한다고 설명합니다. 원문 보기 ↗
2
Android 고객센터
「Android 기기의 위치 설정 관리」
위치 정확도 기능은 GPS와 함께 Wi-Fi·모바일 네트워크 신호, 가속도계 같은 센서를 써서 위치를 추정한다고 안내합니다. 원문 보기 ↗
3
Apple 뉴스룸
「위치 정보에 대한 Q&A」
iPhone은 주변 Wi-Fi와 기지국 정보로 GPS 위성을 빨리 찾고, 실내처럼 GPS가 안 잡혀도 위치를 추정한다고 설명합니다. 원문 보기 ↗
#GPS원리 #위치정보 #지도앱 #내비게이션 #와이파이측위 #위치권한 #개인정보보호 #생활과학

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