달리기나 자전거 타기 같은 운동을 기록하는 것은 자신의 발전 상황을 눈으로 확인할 수 있어 매우 흥미롭습니다. 하지만 이러한 기록이 의미 있으려면 GPS 데이터의 정확성이 필수적입니다. GPS 오차가 4~5%에 달하면 개인 최고 기록과 평균 기록 간의 차이가 무의미해질 수 있습니다.
GPS 작동 원리
GPS(Global Positioning System)는 매우 복잡한 시스템입니다. 지구 상공 약 20,200km 높이에서 11시간 58분마다 지구를 도는 24개의 위성(항상 예비 위성 포함)이 6개의 다른 궤도면에 분포되어 있습니다. 각 궤도면에는 4개의 위성이 배치되어 있습니다.
이 위성들은 지구상의 어디에서든 최소 4개 이상의 위성이 항상 머리 위에 보이도록 배치되어 있습니다. 실제로는 6개 또는 8개의 위성이 동시에 보이는 경우가 더 많습니다. GPS 위성은 정확한 시간, 궤도 위치 및 기타 별자리 상태에 대한 정보를 지속적으로 전송하여 GPS 시스템이 작동하도록 합니다.
지상 관제 네트워크는 미국 공군이 관리하며, 전체 시스템을 조정하고 GPS 네트워크의 정확성을 보장합니다.
물론, 사용자의 위치를 파악하는 수신 장치도 필요합니다. 이 장치는 연결 가능한 모든 위성에서 신호를 수집하고, 전송된 정보를 사용하여 최대한 정확하게 위치를 계산합니다. 모든 것이 제대로 작동하면 결과는 약 10미터 이내의 정확도를 가집니다.
그러나 모든 GPS 수신기가 똑같은 성능을 발휘하는 것은 아닙니다. 위성 신호는 강하지 않으며 언덕, 높은 건물, 숲, 심지어 구름에도 차단될 수 있습니다. 수신 감도가 좋은 장치는 더 미약한 신호도 포착하고 더 많은 위성과 연결할 수 있습니다.
이러한 시스템은 제가 주말 아침 10km 달리기를 추적하는 데 사용하고 있습니다.
GPS 신호 포착
GPS는 속도보다는 정확성을 우선으로 설계되었습니다. 수신기가 정확한 위치를 계산하는 데 필요한 4개 이상의 위성에 연결되는 데 시간이 걸릴 수 있습니다. 이 때문에 Google 지도와 같은 앱은 약간의 ‘속임수’를 사용합니다.
대부분의 스마트폰에는 실제 GPS 수신기가 내장되어 있지만, 위치 정보는 대부분 보조 GPS(A-GPS)를 통해 제공됩니다(최소한 GPS 신호가 완전히 잡힐 때까지). A-GPS는 위성 대신 가까운 기지국의 위치를 삼각 측량하여 위치를 빠르게 파악합니다.
이것이 Google 지도를 켰을 때 현재 위치를 찾기 위해 몇 분씩 기다릴 필요가 없는 이유입니다. 물론 정확도는 GPS를 사용한 추적에 비해 훨씬 떨어집니다.
달리기나 라이딩을 시작하기 전에 기기를 켜거나 사용하는 앱을 실행하고, GPS 위성이 완전히 연결될 때까지 잠시 기다려야 합니다. 이 시간을 활용하여 스트레칭을 하거나 워밍업을 할 수 있습니다.
Garmin과 같은 일부 기기는 GPS 신호가 안정적으로 잡히면 사용자에게 알려주지만, Apple Watch와 같은 제품은 그렇지 않습니다. 시간을 가지고 기다려야 합니다.
이것은 실제 경로와는 매우 다르게 보입니다.
전용 GPS 기기 사용
스마트폰 대신 GPS 러닝 워치나 사이클링 컴퓨터를 사용하는 몇 가지 이유는 다음과 같습니다.
- 배터리 수명: GPS 신호 수신에는 많은 전력이 소모됩니다. 음악을 듣거나 긴급 상황에 대비하여 스마트폰 배터리를 아끼고 싶다면 전용 GPS 기기를 사용하는 것이 좋습니다.
- 편의성: 손목이나 핸들에 장착하는 GPS 기기는 가방이나 주머니에 넣어야 하는 스마트폰보다 사용하기 편리합니다. 또한 속도와 거리를 실시간으로 제공합니다.
- 정확도: 100% 정확한 기기는 없지만, 전용 GPS 기기는 더 정확한 경향이 있습니다. 신호가 끊길 경우 자전거 속도, 보폭 또는 케이던스를 기반으로 예측 알고리즘을 사용할 수도 있습니다.
- 더 나은 GPS 칩: 전용 기기는 미약한 신호를 포착할 수 있는 고급 GPS 수신기를 사용하는 경우가 많습니다.
전용 GPS 기기를 사용하고 싶지 않거나 현재 구매할 여유가 없다면, 다양한 앱을 사용해보고 어떤 앱이 가장 좋은 결과를 제공하는지 확인해 보세요.
저는 iSmoothRun과 Runkeeper에서 좋은 결과를 얻었습니다. Strava와 Fitbit 앱은 거리를 너무 과대평가하는 경향이 있었습니다.
훈련 장소 고려
그의 러닝 워치에는 GPS 연결이 좋지 않을 것입니다.
GPS 신호는 나무가 우거진 곳이나 협곡의 가파른 경사면 때문에 쉽게 방해받을 수 있습니다. 고층 건물 역시 신호를 반사시켜 계산에 오류를 일으킬 수 있습니다. 사용자의 정확한 위치를 파악하기 위해서는 수신기가 최소 4개의 위성을 포착해야 합니다. 하늘이 가려지면 위치 추적이 어려워집니다.
가상 마라톤에 참가하거나 개인 최고 기록을 경신하는 등 가능한 한 정확한 GPS 추적이 필요하다면 경로를 신중하게 고려해야 합니다. 좁은 골목길이나 숲속의 울창한 언덕을 피하고, 탁 트인 야외 트랙이나 공원에서 운동하세요.
보조 위성 시스템 활성화
GPS 외에도 다른 GNSS(Global Navigation Satellite System)가 있습니다. 러시아의 GLONASS, 유럽 연합의 Galileo 등이 있습니다.
Apple Watch와 같은 일부 기기는 이러한 시스템의 신호를 수신하고 자동으로 가장 강력한 신호에 연결합니다. Garmin 시계와 같은 일부 기기는 보조 위성 시스템을 수동으로 활성화해야 합니다. 이렇게 하면 배터리 수명이 약간 줄어들 수 있지만, 그만한 가치가 있습니다.
일관된 설정 유지
이것은 상당히 정확한 GPS 경로로 보입니다.
GPS 설정이 완벽하게 정확하지는 않더라도, 대부분은 기록하는 방식에 일관성이 있습니다.
예를 들어, 제 Apple Watch는 항상 동일한 케이던스와 보폭 정보를 사용하여 GPS 경로의 누락된 부분을 채웁니다. 전체 경로는 1~2% 정도 차이가 날 수 있지만, 거의 항상 같은 패턴으로 기록됩니다.
Garmin 시계로 전환하면 다른 알고리즘을 사용하여 경로를 부드럽게 만들기 때문에 이전 결과와 비교하기가 어려울 수 있습니다. 따라서 운동을 기록할 때 동일한 앱을 사용하는 것이 좋습니다. 그렇지 않으면 실제로 운동을 더 빨리 했는지, 아니면 단순한 기기나 서비스의 계산 방식 때문에 차이가 나는지 알 수 없습니다.
이것이 기기를 업그레이드해서는 안 된다는 의미는 아닙니다. 다만, 가능하면 최대한 유사한 설정을 유지해야 한다는 의미입니다. 동일한 손목에 시계를 착용하고, 동일한 앱에서 동일한 설정으로 운동을 기록하세요. 이렇게 하면 훈련 기록을 훨씬 더 정확하게 유지할 수 있습니다.
불완전함을 받아들이세요
GPS 앱은 훈련 기록을 위한 훌륭한 도구이지만, 그것이 전부입니다. 결과에 너무 큰 의미를 두지 마세요. 특히 오류가 발생하기 쉬운 실시간 속도 업데이트는 더욱 그렇습니다.
10초 늦었다면 실제로 느렸을 수도 있지만, 추적 오류일 수도 있습니다. 운동을 즐기는 데 집중하고, 훈련 기록을 보너스로 여기세요.
5km 기록을 정확히 알고 싶다면 트랙에서 스톱워치로 12.5바퀴를 돌아보세요. 그러면 정확한 페이스를 알 수 있습니다.