안녕하세요 이준노입니다.

예전에 GPS로 차량 속도를 측정하는 것의 문제점에 대해서 말씀드린 적이 있습니다.

"GPS 속도계가 부정확한 이유"에 대해 다시한번 고민을 해 보았습니다. 고민 결과 차량용 GPS가 부정확한 이유를 3가지로 다시 제시해 봅니다.

1. 공인된 시험기관에서는 GPS속도계를 사용하지 않는다.
공인된 자동차 시험기관이나 공신력있는 자동차 잡지사에서 GPS를 속도 측정용으로 사용하는 사례가 없습니다. 모두 광학식 속도 측정계를 사용합니다. (초당 수십~수백회 바닥 이미지를 트래킹하는 - 광마우스와 같은 방식)

2. GPS의 속도계가 차량의 속도 측정시 "등판각도"를 고려하지 않는다.
GPS의 도로지도는 고도와 구배가 고려되지 않은 2차원 지도로 구성되어 있습니다. 그래서, 오르막이나 내리막을 주행시 평지에서의 좌표이동속도로 속도를 표시하기 때문에 실제 속도보다 느린 속도를 표시해 줄 것으로 보여집니다. 그래서,

" 실제 차량 속도 = GPS표시속도 / Cos{등판각도} "
가 되겠습니다.

고로, Cos {등판각도}는 항상 1보다 작은 값이므로 도로가 평지가 아닐때 GPS표시속도보다 실제 차량속도는 항상 더 빠릅니다.
그런데, 일반적인 주행 도로에서 등판각도가 5도를 넘는 경우는 많지 않으므로 등판각도에 따른 GPS속도 표시의 오차는 크지 않을 것으로 생각됩니다.

3. GPS 좌표 측정 오차
현재 상용 GPS의 위치 측정 오차는 8m 정도로 알려져 있습니다. 원래 GPS의 UERE(User Equivalent Range Error)는 28m 정도이나 최신 상용 GPS들의 실제 측정 오차는 5~10m 정도인 것으로 보여집니다. EU의 갈릴레오프로젝트가 상용화 되기 전까지는 어쩔 수 없는 부분이겠죠. (갈릴레오 프로젝트는 오차 1m 미만이라네요)

그럼 이 GPS측정오차가 실제 표시속도에 어떤 영향을 미칠까요?
보통 GPS의 속도표시는 1초마다 갱신됩니다. 만약 차량이 시속 100km 로 주행하고 있다면, 초속 27.8m 가 됩니다. 즉 1초에 27.8m 이동합니다. 그런데, GPS의 측정오차가 8m라고 한다면, 이론적인 측정 오차는 최대 +-8m 하여 최대 16m까지 날 수가 있고, 이렇게 되면, 실제 속도 100km/h 일때 최소 42.5Km/h, 최대 157.7Km/h 라는 대단히 큰 측정 오차가 발생할 수 있게 됩니다. 하지만 2초간 측정된 두 지점이 실제값에서부터 벗어날 확률은 2차원 오비탈함수적(?)으로 정해질 것이므로 일상적으로 이론적인 최소값이나 최대값으로 잘못 측정될 확률은 극히 낮습니다만, 구지 수치로 표현하자면, 적어도 +-10Km/h 의 속도측정오차가 발생할 수 있을 겁니다.

그런데, 상용 GPS들은 단순히 GPS좌표만을 가지고 매초 속도를 표시해 줄 경우 위와 같이 큰 오차가 발생할 수 있기에 이전 5초가 표시 속도를 누적평균한 값과 비교하여 그 차이의 1/2만 반영하는 식으로 측정값을 보다 이해하기 쉬운(?)값이 되도록 속도곡선을 매끄럽게 가공하여 표시하는 알고리즘이 들어가 있을 것입니다. 그런데 이런식으로 속도를 표시해 주는 것은 우리가 믿고싶은 값을 표시해 주는 것이지 실제 정확한 속도를 표시해 주는 것은 아니라는 문제가 있습니다.

그럼에도 불구하고, GPS자체가 가지는 오차값은 0~200Km/h 정도의 주행속도를 가지는 자동차에게는 1초마다 속도를 표시해 주기에는 너무 큰 측정오차를 가지고 있습니다.

다른 의견 있으시면 리플 부탁드립니다.

참고로 저의 의견은 GPS속도표시가 자동차의 계시판보다 오차가 많다/적다를 이야기하고자 하는 것이 아니고, 객관적인 레퍼런스로 삼기에는 문제가 있을 수 있다는 취지입니다.
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