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[IT뉴스]“GPS 시간 이젠 못 믿어”… 지역기반-원자핵 시계가 온다

온카뱅크관리자

2025-09-22 03:07:30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 저물어가는 ‘위성 기반 시간 체계’ 기상 이변-신호 교란 빈번해져… 자율주행차-금융 사고 등 불안 독립된 ‘지역 기반 시계’ 주목… 영국선 광학 원자시계 개발중 
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 <img alt="내비게이션, 주식 거래 앱 등 정확한 시간 정보가 어느 때보다 중요해진 시대에 기상 이변이나 신호 교란 등으로 GNSS의 정확도가 떨어지고 있다는 우려가 나온다. 게티이미지코리아" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/22/donga/20250922030352861ejdy.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="xYTB4smezh" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/22/donga/20250922030352861ejdy.jpg" width="658">
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 내비게이션, 주식 거래 앱 등 정확한 시간 정보가 어느 때보다 중요해진 시대에 기상 이변이나 신호 교란 등으로 GNSS의 정확도가 떨어지고 있다는 우려가 나온다. 게티이미지코리아
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 위성위치확인시스템(GPS)으로 익숙한 글로벌위성항법시스템(GNSS)은 인공위성에 실린 원자시계를 이용해 지상으로 ‘정확한 시간’을 제공하는 역할을 한다. 하지만 기상 이변이나 신호 교란 등 다양한 상황이 빈번하게 발생하면서 실제 시간의 정확도가 떨어지고 있다는 우려가 나오고 있다. 과학자들은 GNSS의 한계를 뛰어넘을 대안으로 광학 원자시계, 양자역학을 활용한 시계 등을 모색하고 있다. 
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 디지털 시대 인공위성을 통한 정확한 시간 정보는 어느 때보다 중요해졌다. 내비게이션을 사용할 때 미세한 시간 오차만으로도 데이터 오류가 생겨 잘못된 길로 들어설 수 있다. 주식 거래 앱 이용 시에도 시간에 문제가 생기면 거래가 꼬여 막대한 손해로 이어질 수 있기 때문에 정확히 동기화된 시간은 현대 사회의 핵심 자원으로 여겨진다.
 ● 시간 동기화 수단 GPS, 스푸핑 등으로 교란 발생 
 GNSS가 전달하는 신호는 지상 수신기에 의해 수신된다. 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 GNSS는 미국에서 개발한 GPS다. GPS는 개발 당시 미군 전용으로 사용됐으나 현재는 보편적으로 쓰이고 있다. 러시아의 글로나스(GLONASS), 유럽연합의 갈릴레오(Galileo), 중국의 베이두(BeiDou) 등 다른 GNSS도 존재하지만 빠른 시장 선점과 상용화로 미국의 GPS가 GNSS의 대명사가 된 것. 일상생활에서 쓰이는 스마트폰이나 내비게이션 등에 GPS 수신 기능이 탑재돼 있다. 안정적이면서 저렴하게 시간을 동기화하는 수단이다. 
 전 세계에 존재하는 무수히 많은 수신기들이 GPS가 전달하는 신호를 받고 있다. 문제는 GPS가 제공하는 시간이 부정확해질 수 있다는 점이다. 범죄조직이 해킹 수법인 ‘스푸핑’을 통해 GPS 수신을 방해하거나 수신기가 잘못된 정보를 인식하도록 만들 수 있다. 첸더 벨루 영국 케임브리지대 공대 교수는 15일 국제학술지 ‘네이처’를 통해 “GPS 신호 수신이 방해받거나 시간 및 위치 좌표가 잘못 제공되는 경우가 늘고 있다”고 밝혔다. 기상 이변으로 신호 수신이 중단되거나 교란이 일어나는 사례도 늘고 있다. 
 ● 지역 기반 시계, 광학 원자시계 등 대안 개발 중
 GPS가 제공하는 시간의 정확도가 떨어지는 빈도가 늘면서 정확한 시간을 지속적으로 유지할 수 있는 새로운 전략이 필요하다는 목소리가 커졌다. 교통, 금융, 통신 등 중요한 인프라를 지키려면 GPS에 대한 의존도를 줄여야 한다는 것이다. 
 과학자들은 GPS 서비스를 제공하는 기관 및 기업의 책임을 강화하는 규제 정책이 하나의 해결책이 될 수 있다고 보고 있다. GPS 오류는 자율주행차 오작동, 높은 정밀도를 요구하는 측량 기술의 생산성 저하, 금융 거래에서의 경제적 손실 등으로 이어질 수 있는 만큼 기업의 책임감을 높여 GPS 시스템의 안정성을 높이도록 유도할 수 있다는 것이다. 
 GPS와 독립적으로 존재해 GPS 신호가 끊기거나 불안정할 때도 지속적으로 정확한 시간을 제공할 수 있는 ‘지역 기반 시계’를 마련하는 것도 필요하다. 영국 국립물리연구소(NPL)는 광섬유 네트워크를 이용해 금융 시장을 지원하는 지역 기반 시계를 제공해 왔다. GPS에 의존하지 않고 비용 효율적으로 정확한 시간을 확보할 수 있는 기술이란 점이 입증됐다. 
 기존에 없던 새로운 시계를 개발하는 방법도 있다. NPL이 개발 중인 광학 원자시계는 세슘 원자로 만든 현재의 원자 시계보다 정밀도가 100배 이상 높을 것으로 기대된다. 멀리 떨어져 있는 두 입자가 서로 긴밀하게 연결되는 ‘양자 얽힘’ 원리를 이용한 시계, 원자핵을 이용해 구현하는 핵 시계 등도 초정밀 시계 후보로 연구되고 있다.
 벨루 교수는 “5G 무선 네트워크 기술에서 6G로 전환되면 더 많은 데이터가 더 빠른 속도로 전송돼야 하기 때문에 지금보다 시간 동기화 능력이 향상돼야 한다”고 말했다. 이어 “19세기 후반 미국에서 철도 및 전신 시스템이 구축되면서 운송 비용이 크게 줄고 지리적으로 분산된 비즈니스를 감독할 수 있게 됐다”며 “정밀도가 향상된 시계는 GPS의 내재된 위험과 한계를 극복하고 철도 및 전신의 등장처럼 산업 혁신, 경제 성장을 촉진하는 동력이 될 것”이라고 덧붙였다.
 글로벌위성항법시스템(GNSS) 정확한 시간, 위치, 속도 등의 정보를 제공하는 시스템을 통칭한다. 인공위성에서 보낸 전파를 지상 수신기로 받아 처리하며 미국에서 개발한 GPS가 가장 널리 쓰인다.
 문세영 동아사이언스 기자 moon09@donga.com 
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