1. 항법 이란?
ㅇ 내비게이션(항법)
- 현재 위치로 부터 목적지까지 이끌어가는 기술/방법
. 주로, 이동체의 현재 위치 및 속도를 결정하는 것이 핵심임
ㅇ 내비게이터(항법장치/항해자)
- 항법을 통해 여기저기를 이동하는 사람/장치/도구
2. 항법의 요소
ㅇ 위치 (Position) : 현재 이동체가 있는 곳 (위도, 경도, 고도)
ㅇ 방향 (Direction/Heading) : 이동체가 향하고 있는 방위각
ㅇ 거리 (Distance) : 현재 위치~목적지 간 거리
ㅇ 속도 (Speed/Velocity) : 이동 속도 및 속도 벡터
ㅇ 고도 (Altitude) : 항공우주 분야에서 중요한 수직 위치
ㅇ 시간 (Time) : 위치 결정의 기준이 되는 정밀 시각 (특히, 전파 항법,위성 항법에서 핵심)
3. 항법의 종류
ㅇ 일반적인 구분
- 지물 항법(지문 항법) (Ground Reference Navigation, Pilotage Navigation)
. 육안에 의해 알려진 지물(地物)에 의한 위치파악
. 가장 원시적이나 직관적인 방법
. 시계(視界) 불량 시 사용 불가
- 천문 항법 (Astronomial Navigation)
. 1700년대 영국에서 체계화되어 대 항해 시대에 주력 항법으로 활용
.. 태양,달,별 등 천체의 고도각을 육분의(六分儀, Sextant)로 측정하여 위치 결정
. 현재에도, 선박 비상용으로 육분의 및 천체위치표 탑재가 의무화됨
. 장점 : 외부 인프라 불필요, 전파 방해 무관
. 단점 : 날씨(구름)에 영향, 숙련된 운용자 필요
- 전파 항법 (Radio Navigation)
. 지상 기준국에서 발사하는 전파를 수신하여 위치 결정
.. DECCA : 영국 개발, 위상차 방식, 근거리 정밀
.. LORAN-C : 미국 개발, 시간차(TDOA) 방식, 장거리
.. OMEGA : 초장파(VLF) 이용, 전 세계 커버 (현재 폐지)
. 원리 : 쌍곡선 항법 (두 기준국으로부터 전파 도달 시간차 → 위치선 결정)
- 관성 항법 (INS, Inertial Navigation SYstem)
. 자이로스코프 + 가속도계를 이용, 초기 위치로부터 가속도 적분으로 현재 위치 추산
. 외부 전파,신호 불필요 → 전파 방해(재밍) 무관, 잠수함,항공기에 필수
. 단점 : 시간이 지날수록 오차 누적(드리프트)
. 보완 : GPS와 복합 사용 (INS/GPS 통합 항법)
- 위성 항법 (Satellite Navigation) ☞ GPS,GNSS 참조
. 궤도 위성에서 발사하는 전파를 수신하여 위치 결정
. 일종의 전파 항법이나, 발사 지점이 이동(위성)하는 점에서 재래식 전파 항법과 구별
ㅇ 용도별 구분
- 선박 항법 : 천문, 전파(LORAN), GNSS (육분의 비상 탑재 의무)
- 항공 항법 : INS, 전파(ILS,VOR), GNSS (정밀 진입 착륙 절차 중요)
- 자동차 항법 : GNSS + 지도매칭 (실내,터널 구간 취약)
- 실내 항법 : Wi-Fi, BLE, UWBGNSS (음영 지역 대체)
- 우주 항법 : 천문(별 추적기) + INS (GNSS 사용 불가)