장면 목록 › 제2장 세 개의 끈
위성까지의 거리를 알면, 나는 공의 겉면 어딘가에 있다
3D로 보기휴대폰이 1번 위성의 방송을 받았습니다. 방송에 적힌 출발 시각과 받은 시각을 빼면 0.0732초입니다. 전파는 1초에 약 30만 km를 가니까, 곱하면 위성까지의 거리 21,943 km가 나옵니다. 하지만 방향은 모릅니다. 그래서 내 위치는 1번 위성에서 21,943 km 떨어진 곳 전부, 빨간 공의 겉면 어딘가입니다.
왜?운동장에서 친구가 "너랑 나 사이는 열 걸음"이라고만 알려 주면, 나는 친구를 둘러싼 원 위 어딘가에 있습니다. 하늘에는 위아래도 있으니 원이 아니라 공의 겉면이 됩니다.
더 알기거리만으로 위치를 찾는 이 방법을 '삼변측량'이라고 부릅니다. 각도를 재는 '삼각측량'과는 다릅니다. 화면의 공은 실제 크기 그대로입니다. 반지름이 지구 반지름의 약 3.4배입니다.
교과서 식으로 계산
이 장면을 3D로 보기 →Wikipedia: True-range multilateration
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위성 궤도·거리·시계의 차이는 교과서의 식(케플러 법칙, 특수·일반 상대성 이론의 근사식)으로 계산했습니다. 위성 30기는 실제 GPS 배치를 본뜬 것이고 실제 위성 번호·위치가 아닙니다. 3D 그림에서 위성 모형은 보이도록 아주 크게, 전파의 움직임은 아주 느리게 그렸습니다.