GPS와 해도: 두 가지 데이텀

데이텀 #1 — 수평: 내 위치가 놓인 좌표계

위도와 경도는 어떤 기준 좌표계에서 측정한 값인지 밝히지 않으면 아무 의미가 없습니다. 그 좌표계가 바로 수평 데이텀입니다. GPS 수신기는 WGS84에서 위치를 계산하고(엄밀히는 WGS84에 정렬된 좌표계입니다), 현대의 공식 해도는 모두 WGS84나 같은 계열로 제작됩니다. 하지만 세계의 해도들은 오래되었습니다. 지금도 쓰이는 해도가 상당히 많고, 오래된 항로지·침선 목록·다이빙 안내서의 위치는 거의 전부 한 지역만을 위해 만든 지역 데이텀으로 측량되었습니다. 유럽과 지중해의 ED50, 아메리카의 NAD27, 동아시아의 도쿄 데이텀, 영국 육지 지도의 OSGB36이 그렇습니다. 같은 바위 하나도 좌표계에 따라 100–400미터 차이가 날 수 있습니다 — 지중해에서 WGS84와 ED50 사이가 약 200 m 벌어지는 것이 유명합니다.

해도는 표제부에 이를 밝혀 둡니다. “Positions refer to WGS84”를 찾아보세요. 오래된 도엽에는 적용할 보정량을 알려주는 위성 측위 위치 주기가 있습니다(“positions should be moved 0.06′ south…”). 문제는 조용히 일어납니다. WGS84 GPS 위치를 보정하지 않은 옛 데이텀 해도에 찍으면 모든 것이 그럴듯해 보이지만 일관되게 틀립니다 — 항구 입구가 해도에 그려진 곳에서 150미터 떨어져 있는 식입니다. 영국 육지 그리드에서 벌어지는 같은 이야기와 그 수식은 WGS84 vs OSGB36에 있습니다.

데이텀 #2 — 수직: 수심 0이 어디인가

두 번째 데이텀은 위치와 아무 상관이 없습니다. 해도의 모든 수심은 정해진 '0 수면'인 해도 기준면에서 아래로 잰 값입니다. 국제 관행을 따르는 해도(영국과 세계 대부분)에서 해도 기준면은 약최저저조면(Lowest Astronomical Tide)에 놓입니다. 정상적인 천문 조건에서 조위가 내려갈 수 있는 가장 낮은 높이입니다. 미국 해도는 평균저저조면(Mean Lower Low Water)을 씁니다. 매일의 낮은 저조를 평균한 값이므로 0이 조금 더 높습니다. 어느 쪽이든 논리는 보수적입니다. 해도 수심 2.0 m는 그곳에서 만날 수 있는 가장 얕은 물에 가깝다는 뜻이고, 그날의 조고(조석표 값이며 같은 기준면 위로 잰 높이)가 그 위에 더해집니다. 실제 수심 ≈ 해도 수심 + 조고입니다.

높이는 기준이 뒤집힙니다. 교량 통과 높이와 가공 전선은 높은 기준면(약최고고조면 또는 대조평균고조면)에서 재므로 이 역시 최악의 경우 값입니다. 여기에 음향측심기는 자기 나름의 0을 더합니다 — 설정에 따라 트랜스듀서 깊이이거나 수면입니다. 그래서 측심기, 해도, 조석표는 세 가지 0을 모두 알 때만 서로 맞춰볼 수 있습니다. 조석 쪽 이야기는 조석 이해하기에서 이어집니다.

GPS와 해도를 일치시키기

세 가지 습관이 간격을 메웁니다. 항해에 쓰는 해도의 표제부를 읽으세요 — 데이텀, 단위(미터 또는 옛 패덤과 피트), 그리고 위치 보정 주기까지. 한 단락 분량이고, 해도를 어떻게 올바르게 속여 읽어야 하는지 해도가 직접 알려주는 부분입니다. 데이텀 설정을 맞추세요. 플로터와 휴대용 수신기가 WGS84 외의 데이텀으로 위치를 출력할 수 있는 이유가 바로 이것입니다. 오래된 도엽으로 작업할 때는 수신기를 그 해도의 데이텀으로 설정하거나, 인쇄된 보정량을 적용하세요. 한 번은 실제로 확인하세요. 해도에 표시된 지물 — 부두 끝이나 등표 — 옆에 배를 대고, 찍힌 위치가 그 위에 오는지 확인합니다. 오차가 일정하게 나타나면 데이텀 문제가 바로 드러납니다.

전자해도는 데이텀 #1 문제를 대부분 없앱니다 — 공식 ENC는 WGS84입니다 — 그러나 그 뒤에 있는 종이 측량에서 모든 수심과 그 수직 기준면을 그대로 물려받으며, 일부는 100년 전 자료입니다. 데이텀 교훈은 바다를 넘어서도 통합니다. 어떤 위치가 두 지도 사이에서 '움직이는' 것처럼 보이면, 첫 번째 용의자는 측위 결과가 아니라 기준 좌표계입니다. 이는 다이빙 포인트에도 항구 입구와 똑같이 적용됩니다.