지도 앱을 열면, 파란 점이 딱 내 위치에 나타납니다.
당연해 보이죠.
그런데 지하에서도, 건물 안에서도 대체로 맞습니다. 그 점은 어떻게 정해지는 걸까요.
케이타이 Watch 칼럼(후지오카 마사노부 씨, 2026년 9월 30일)의 내용에 따라 정리합니다.
결론: 하나의 기술이 아니라, 5가지 단서의 대조
스마트폰은 위성, 기지국, Wi-Fi, Bluetooth, 내장 센서의 결과를 OS 뒤편에서 맞춰 보고 있습니다.
비유하자면 탐정입니다. 목격 증언이 하나면 불확실해도, 여러 개를 겹치면 장소가 좁혀집니다.
토대: 삼각 측위
- 위치를 아는 기준점까지의 거리를 사용한다
- 2점이면 후보가 2곳 남으므로, 3번째 점으로 1곳으로 좁힌다
- 거리는 전파가 닿기까지의 시간(전파는 1초에 약 30만 km를 간다)을 나노초 단위로 재서 구한다
5가지 단서
① 위성(GNSS): 야외에서 수 미터 단위
- GPS, 미치비키, Galileo, GLONASS, BeiDou를 함께 쓰는 ‘멀티 GNSS’가 표준
- 위치 계산에는 최소 4기가 필요. 스마트폰 시계의 오차가 4번째 미지수가 되기 때문. 시계가 1마이크로초 틀어지면 약 300m의 오차가 된다
- 약점은 빌딩가의 반사파와 전리층 등에 의한 지연
- 대책은 L1대와 L5대의 듀얼 밴드. L5는 직접파와 반사파를 분리할 수 있다. 지원은 상위 모델을 중심으로 미들레인지에도 확산되고 있다
- A-GPS: 기지국의 셀 번호 등을 서버에 보내 위성의 궤도 정보를 받는다. 없으면 첫 측위에 수 분, 있으면 1~2초
② 기지국: 거칠지만 빠르고 저전력
- 셀 번호에 의한 측위는 정확도가 수백 m~수 km 정도로 거칠다. 다만 1초 이내에 얻을 수 있고 저전력
- 4G에는 기지국으로부터의 거리를 약 78m 간격의 띠로 좁힐 수 있는 구조(Timing Advance)가 있다. 통신 중에만 알 수 있고, 지도 앱에서는 별로 쓰이지 않는다. 긴급 통보 위치 좁히기 등에 쓰인다
- 빌딩가나 실내에서는 반사파 때문에 실제보다 멀게 추정하는 경우가 있다
③ Wi-Fi: 실내·지하에서 활약
- 액세스 포인트의 고유 식별자를 Apple이나 Google이 모은 데이터베이스와 대조한다. 접속하지 않아도 된다
- 범위는 반경 수십 m 이내. 3대 이상의 전파 세기로 수십 m~십수 m 정도까지 좁힐 수 있다
④ Bluetooth(BLE)·UWB: 근거리
- BLE 비콘은 수 m~십수 m의 근거리를 잡아낸다. 시설 전용 앱이 전제
- 분실 방지 태그는 다른 사람의 스마트폰을 거쳐 클라우드에 위치가 모이는 구조. 식별자를 정기적으로 바꿔 프라이버시를 지킨다
- UWB는 조건이 좋으면 약 10cm 정확도로 방향도 알 수 있다
⑤ 내장 센서: 걸은 만큼 더하기
- 가속도(걸음 수·보폭), 자이로(방향 변화), 지자기(방위)로, 마지막으로 확정한 지점으로부터의 이동을 더해 간다
- 오차가 쌓인다. 전파 보정 없이 몇 분 걸으면 수십 m 어긋나는 경우가 있다
높이(몇 층인지)는 어떻게 알까?
- GNSS 고도의 오차는 수평의 1.5~2배 이상. 실내의 Wi-Fi나 Bluetooth도 층 판별이 어려운 경우가 있다
- 기압 센서가 도움이 된다. 고도 10m에서 기압이 약 1.2hPa 내려가는 성질을 이용한다. 수십 cm의 고저차도 감지할 수 있고, 기준 층과의 차이로 층수를 추정한다
- 기압은 날씨로도 변한다. 그래서 지상 기준점의 기압을 클라우드에서 대조하는 방식이 있으며, 오차는 2~3m 이내로 알려져 있다
더 고도의 기술
- RTK: 위치를 아는 기준국과 비교해 수 cm급까지 좁힌다. 자율 주행, 농기계, 드론 등에서 쓰인다. 대형 3사가 법인 대상 서비스를 제공하고 있다
- MBS: 빌딩 옥상이나 기지국에 지상 송신기를 두고, 위성과 비슷한 신호를 고출력으로 보낸다. 벽을 관통해 실내·지하에 닿는다. 현행 시판 스마트폰은 비대응이며, 정비는 계획 단계
5G나 6G에서는
칼럼의 기재입니다.
- 5G에서는 전파가 닿기까지의 시간이나 도래 각도의 측정이 표준화되어 있다. 밀리파나 Massive MIMO로 공장이나 상업 빌딩 안에서 수십 cm~1m 전후의 정확도를 목표로 하고 있다
- 6G(2030년경 상용 개시가 목표)에서는 통신하면서 주위를 스캔하는 ‘센싱’이 검토되고 있다. 단말을 갖지 않은 사람이나 물체의 존재·거리·속도·형상 추정이 목적
밀리파나 Massive MIMO에 대해서는 밀리파 글과 피지컬 AI 글에서도 다뤘습니다.
위치 정보와 배터리·전파의 관계
위치 정보를 쓰면 배터리를 소모합니다. 배터리가 줄어드는 원인 글에서 위치 정보 설정에도 다뤘습니다. 기지국과 전파의 기본은 스마트폰 전파·기지국 글에 있습니다.
정리
- 파란 점은 위성, 기지국, Wi-Fi, Bluetooth, 센서의 결과를 맞춰 본 것
- 야외의 수 미터 정확도는 위성이 맡고, 실내·지하는 Wi-Fi나 기압 센서가 보완한다
- 기지국에 의한 측위는 거칠지만 빠르고 저전력. 긴급 통보의 위치 좁히기에도 쓰인다
- 5G·6G에서는 통신 자체가 ‘위치와 센싱’의 도구가 되어 간다
쓰여 있지 않은 내용(위성의 야외에서의 구체적인 오차 수치, 소비 전력 비교, 기종·통신사별 정확도 등)은 이 칼럼에 실려 있지 않습니다.
출처: 케이타이 Watch
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