요즘 골프장에 가 보면 많은 사람들이 거리 측정을 위해 다양한 기기를 사용하고 있다. 보통 필드에서 홀까지의 거리를 측정하는 용도로 가장 많이 사용하고 있다. 이렇게 골프장에서 거를 측정할 수 있는 기기는 크게 두 가지 형태로 분류된다. 하나는 가장 보편적인 GPS 방식이고, 다른 하나는 레이저 방식이다. GPS 방식은 가볍고 저렴한 장점은 있으나 골프장에 대한 DB가 기기에 내장되어 있어야 한다는 단점이 있다. 반대로 레이저 방식은 부피가 크고 고가라는 단점이 있지만 골프장에 대한 DB가 전혀 필요없다는 장점이 있다. 1. GPS 방식 GPS 방식은 기기 내부에 인공위성을 이용하는 GPS가 내장되어 있어서 해당 골프장 정보를 거리측정기에서 찾아서 홀까지의 거리를 측정해 주는 방식이다. GPS 방식은 우선 크기가 매우 작아 모자나 손목에 착용하여 사용할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 본 블로그의 GPS를 이용한 거리측정 자료에 의하면 GPS에 의한 오차가 보통 야외에서는 5~10m 정도의 오차를 가지고 있으며, 또한 필드의 고저에 따라 비거리에서도 차이가 날 수도 있다. 이 기기는 항상 GPS를 켜 놓고 사용해야 하기 때문에 배터리의 소모가 많이 되는 단점이 있으며, 그린의 핀 위치가 중앙에 있는 것을 간주하고 거리를 계산해 주기 때문에 실제 핀 위치까지의 거리 정보에 대해서는 많은 오차가 발생한다. 그리고 골프장 정보가 기기 내부에 수시로 업데이트가 되어야만 한다는 단점도 있다. 초창기 제품은 단순하게 거리만을 측정했지만, 최근에 나오는 제품들은 경사도에 따른 거리보정, 해저드/벙커 거리 정보, 코스 자동인식, 클럽추천기능 등 다양한 기능이 탑재된 제품이 나오고 있다.
 그림 1. GPS 방식의 다양한 제품 2. 레이저 방식 레이저 방식은 군용으로 개발된 Laser Ranger Finder 기술이 민간으로 이전되면서 응용된 기술 중의 하나이다. 군용으로는 매우 정밀한 부품들을 사용하였지만, 골프장 거리 측정용으로는 상대적으로 저렴한 부품을 활용하여 거리 측정용으로 개발하였다. 거리 측정 원리는 Laser Ranger Finder 기술에 기반을 두고 있으며, 단순하게는 레이저를 발사하여 되돌아오는 시간을 이용해 거리를 측정하는 방식이다. 골프 거리 측정용은 단순히 거리만 측정하는 것이 아니라 경사도를 보정하여 핀까지의 실제 거리를 측정하기도 하며, 자이로센서가 내장되어서 한층 더 정확한 거리를 측정할 수 있는 제품도 출시되고 있다. 레이저 거리측정기는 레이저를 발생하는 장치(laser diode)와 표적에서 반사되어 되돌아온 레이저를 감지하는 광검출기(measurement receiver & reference receiver), 그리고 시간계산을 위한 계수기와 중앙처리장치와 디스플레이 처리 장치 등으로 구성되어 있다. 대표적인 라이카의 레이저 거리측정기 내부 구조는 그림 2와 같다. 레이저 다이오드에서 레이저 빔이 나오게 되면 다이오드 바로 앞에 위치한 빔스플리터(빔을 두방향으로 나누어 줌, 하나는 반사시키고, 하나는 투과시키는 역할을 함)를 통해서 일부는 반사되어 reference receiver로 입사하게 되고(이 때의 시간을 T0), 일부는 투과하여 목표물까지 진행한 후 목표물에서 반사되어 되돌아 온 빛이 measurement receiver로 입사하게 된다.(이 때의 시간을 T1) 두 빔의 시간 차이(T1-T0)로부터 빛의 속도인 광속을 곱하여 주게 되면 목표물까지의 거리를 계산할 수 있다. 다시 말해 "거리 = 광속 × 시간"의 원리를 이용하면 반사된 광의 왕복시간을 T라고 하면, 거리 D는 다음의 식으로부터 거리 D를 계산할 수 있다. 2D = c × T 에서 c는 빛의 속도이다. 시중에서 판매되고 있는 레이저 거리측정기의 거리 오차는 대체로 약 1m 내외로 알려져 있다.
그림 2. 라이카의 레이저 거리측정기 내부 구조 레이저거리 측정 방식들의 원리 1) Pulsed Modulation - 펄스형 레이저를 이용하는 방법 2) Frequency Modulation 3) Phase shift(CW) 4) Triangulation 5) Interferometry 1) Pulsed LASER 2) Frequency Modulation 3) Phase shift(CW) 연속(CW)발진형 레이저를 발사하고, 타켓의 속도와 거리를 둘다 측정가능하다. 목표물까지의 거리는 송 수신사이의 측정된 위상차이에 비례한다. 4) Triangulation 광학적 삼각측량은 산란된 표면의 변위를 결정하는 비접촉 방법을 제공하고 있다. 그림 14 는 산업적으로 널리 응용되는 레이저 기반의 시스템의 간략한 구조를 보여주고 있다. 저전력 헬륨네온 (HeNe) 또는 다이오드 레이저로 점 또는 선의 광을 산란면에 투사한다. 표면에서 산란된 광의 일부는 수렴 렌즈를 통과하면서 선형 다이오드 배열이나 위치 감지기에 상을 맺게 된다. 그림과 같이 산란면이 레이저에서 조사된 광과 평행한 변위성분을 갖는다면 산란면의 광의 스폿이 감지기 렌즈의 축과 평행하는 변위성분과 수직한 변위성분을 갖게 된다. 렌즈의 축과 수직한 성분이 이에 해당하는 영상을 감지기상에 맺히도록 한다. 이 감지기상의 영상 변위가 산란면의 변위를 결정하는 데 이용된다. 그림 14 레이저 기반 광학적 삼각측량 시스템
간섭성이 좋은 레이저를 이용하여 목표물에 거울을 놓고 여기에 레이저광선을 입사시킨 후 됩 반사된 광선과 원래의 광선을 간섭시켜서 간섭무늬를 세어가면서 거리를 측정하는 방법임. 이는
정밀도가매우 뛰어나서 잘 하면, 수 나노 미터(nm)까지도 가능하다. 하지만, 측정가능거리가 수 미터 이내로 역시짧다. 페펄앤드푹스코리아(주)
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