[LBS, A~Z(상)] 정확한 측위가 핵심이다

1999년부터 시작된 위치기반서비스(LBS)는 '친구찾기 서비스'나 '길 안내' 같은 위치 확인 서비스로 주목 받다가 물류, 보험, 택시 등 법인 고객을 대상으로 한 기업용 위치 기반서비스로 성장하고 있다. 뿐만아니라 소방방재청 119구조대의 긴급구조활동 처럼 사회 안전망 구축에도 적극 활용되고 있다. 그러나 LBS는 아직 우리에게 생소한 분야다. 이에따라 아이뉴스24는 LBS의 기반기술인 위치 측위 기술부터 상용 서비스까지 정리하면서 핵심쟁점들을 살펴 보고자 한다. <편집자주>

LBS(Location-Based Service)란 사람이나 사물의 위치를 정확하게 파악하고 이를 활용하는 응용 시스템이나 서비스다. 이동통신망과 정보 기술(IT)이 종합적으로 활용되며 보통은 '위치기반서비스'로 불린다.

LBS를 지원하려면 위도 경도 등을 정확히 알아내는 위치 측위 기술과 지리정보시스템(GIS)이 필요하다. 일반적으로 위치, 경도는 그냥 숫자에 불과하지만, GIS를 도입하면 '남역 6번출구' '시청 광장' 등으로 바꿔준다.

하지만 LBS 활용에 있어 가장 중요한 것은 위도· 경도 등을 정확히 알아내는 위치 측위 기술이다. 서비스별로 보면 필요한 위치 정확도가 다르지만 기술적으로는 정확한 정보를 제시하는 게 핵심 화두다.

◇위치 기반 응용 서비스와 위치 정확도

지난 3월 경찰청이 강력범죄 예방을 위해 국내 유통되는 모든 휴대폰에 위성항법장치(GPS)를 내장하겠다고 밝혀 떠들썩해졌다.

동시에 유괴 범죄가 범람하면서 이동통신회사들이 제공하는 '자녀 위치 확인 서비스' 가입자가 급증했지만 품질이 일반 소비자의 인식과는 괴리가 있는 것으로 나타나 논란이 됐다.

맥락은 조금 다르지만 현재로선 휴대폰을 통해 얻을 수 있는 위치 정보의 정확도가 떨어지며 이를 높여야 제대로 된 위치기반 서비스가 가능하다는 것을 의미하고 있다.

모바일 단말의 위치를 특정하기 위한 위치측위 기술에는 ▲통신망의 기지국 수신신호를 이용한 네트워크 신호 기반 측위방식과 ▲GPS 등 위성신호를 이용하는 위성신호 기반 측위 방식 ▲RFID/USN 등 유비쿼터스 컴퓨팅 장치를 이용한 유비쿼터스 측위 방식 등이 있다.

이중 활발하게 사용중인 주요 기술은 기지국을 이용한 측위 방식(Cell-ID) 위성항법장치(GPS),과 네트워크보조형 GPS(A-GPS)다.

최근에는 상대적으로 정확성이 높은 GPS가 주목받고 있지만, 기지국 기반 방식과 GPS 방식은 각각 장단점이 있다.

◆ 이동통신 기지국 이용하면 '정확도 낮아'

기지국(cell) 기반 위치 측위 방식은 기본적으로 휴대폰 이용자가 속한 이동통신 기지국의 정보를 사용해 이용자의 위치를 파악하는 기술이다. 구체적인 구현 방법은 여러가지가 있으며 활용 방법도 이동통신사마다 다르다.

이 방식의 가장 큰 장점은 이미 구축된 이동통신 망을 활용하면 별도의 단말기를 구입할 필요없이 일반 휴대폰으로 바로 이용할 수 있다는 것. 초기 위치정보 수신 시간이 빨라 거의 실시간으로 원하는 정보를 찾을 수도 있다.

그러나 기지국 반경에 따라 위치 정보의 정확도가 큰 편차를 보인다. 보통 이 기술의 위치 정확도는 반경 200~250m미터 수준이라고 알려져 있다.

업계 전문가는 "위치는 통계적인 추정값에 불과하기 때문에 케이스 별로 다르다"며 "기지국 기반 측위 기술은 오차 범위가 특히 넓어 기지국 간격이 넓은 경우 반경 500m~수km 수준까지 넓어진다"고 말했다. 이 때문에 기지국이 조밀한 도심에서는 쓸모가 있으나 기지국간 간격이 넓은 산간, 시골지역세어는 활용도가 낮다.

휴대폰은 자신 주변의 여러 기지국 중에서 가장 신호가 센 것을 이용하기 때문에 같은 위치에 있더라도 신호강도, 이용자 수에 따라 위치정보가 시시각각으로 변한다.

더욱이 전파의 특성상 유리나 물에 반사가 잘돼서 강가나 건물이 밀집한 곳에 있을 때 정확도가 떨어진다.

업계 전문가는 "초창기 이동통신 시스템 구성하던 시절에는 여의도에 있는 휴대폰이 김포에 있는 기지국과 통신을 하는 경우도 있을 정도였다"며 "아직도 한강 주변에서는 위치 정보가 강북과 강남을 오가는 경우가 심심치 않게 있다"고 덧붙였다.

◆네트워크보조형 GPS '주목'

위선 신호를 이용하는 GPS 방식은 단말기에 GPS 모듈을 내장해 위성으로부터 수신 받은 신호를 이용해 단말의 위치를 추정한다.

GPS는 미 국방성에서 자국 군사목적을 위해 개발한 것으로 지구상 어디에서나 기후에 구애받지 않고 표준 좌표계에서 위치, 속도, 시간 측정이 가능하다.

2001년 이후 27개의 위성이 동작 중이며 전세계 어디든 최소 5개 위성이 지평선 위에 떠 있는데, 정확한 위치정보를 얻으려면 위성 4개에서 보내는 신호가 필요하다.

미국의 GPS 외에도 러시아 GLONASS와 2005년 12월 첫 위성이 발사된 유럽의 갈릴레오가 있다. 한국정부와 학계는 갈릴레오 프로젝트에 정치, 경제, 군사적인 이유로 참여를 확정하고 2006년 1월에 EU와 기본 협정을 맺은 바 있다.

유럽의 갈릴레오와 미국 GPS를 같이 활용하면 위치 정보의 정확도를 높일 수 있는 것으로 알려져 있으나, 국내에서는 아직까지 GPS가 주로 이용된다.

GPS 측위방식은 위치측위 방식 중 가장 높은 정확도를 나타낸다. 건물이 낮은 지역이나 개활지에서 오차 반경은 10m, 고층빌딩이 밀집한 지역에서는 오차 반경이 30m정도.

그러나 GPS를 활용하기 위해서는 단말기에 별도의 GPS 모듈을 장착해야 한다. 또한 콘크리트 벽을 잘 통과하지 못해 빌딩 내부 및 지하에서는 GPS 수신이 불가능하다는 단점이 있다.

업계 전문가는 "창문이 있으면 수신이 가능하나 유리 반사율도 높아 보통 유리 창 근처 2m까지만 수신이 가능하다"며 "유리에서 반사되는 성질 때문에 유리로 된 창이 많은 강남 테헤란로에서 GPS 장착 내비게이션을 사용하다 보면 직선도로에서도 자동차가 골목길을 구불구불 움직이는 것처럼 표시되기도 한다"고 설명했다.

GPS방식의 또 다른 문제점은 필요한 초기 정보를 수신하는데 약 2분 정도로 오래 걸린다는 것.

한 이통사 관계자는 "이통사 위치 기반 서비스 가동시간이 2~3분 걸리면 실질적으로 이는 상용화할 수 없다"며 "따라서 GPS탑재 단말기라도 이를 단독으로 이용하지 않는다"고 말했다.

이런 단점을 보완한 것이 네트워크보조형 GPS(A-GPS)로 현재 휴대폰에서는 이를 활용한다.

A-GPS는 기본적으로 GPS 방식이지만 보조 서버에서 초기 위치 정보를 받아와 가동 시간을 5~10초정도로 단축해준다.

보조 서버가 위성에서 보내는 상황을 모니터링해 실시간 데이터로 저장해놓았다 이동통신 망을 이용해 단말에 전달해주는 주는 것. 이에따라 초기 단말기의 전원 소모량도 최소화시킬 뿐만 아니라 정밀도도 높여준다.

◆다양한 하이브리드 방식 '개발중'

이외에도 ▲유선·무선·방송과 근거리 무선통신 기술인 블루투스, 무선 LAN, UWB 기술을 통합하는 측위 기술과 ▲현재 사용중인 이동 통신망 기술들이 통합된 4G ▲4G 이후의 RFID와 유비쿼터스 센서 네트워크에 기반한 측위 기술 등이 등장하고 있다.

전문가들은 이통통신의 경우 위성신호 기반 방식과 기지국 기반 방식을 혼합해 사용하는 하이브리드 기술이 주로 사용될 것으로 전망하고 있다.

동시에 RFID/USN 기술과 통합·연계해서 위치측정에 소요되는 시간을 줄이고 위치의 정확도와 신호 음영 문제를 해결할 수 있을 것으로 보고 있다.