항법의 종류

항법의 4대 요소 : 위치, 방위, 거리, 시간 (위방거시)

항법의 3가지 기능 : 위치 확인, 침로 결정, ETA (도착예정시간) 산출 (위침E)

항법

“[명사] 배나 비행기 따위가 두 지점 사이를 가장 안전하고 정확하게 이동하는 방법. 또는 그런 기술”

1. 지문항법 (Pilotage)

시계비행 상태에서 육안으로 확인되는 지상 목표물을 이용한 VFR 항법

2. 추측항법 (Dead Reckoning)

- 모든 항법의 기초 (시간이 지남에 따라 오차 누적 ← 바람 요인)

- 해상, 운상, 현저한 참조점이 없는 지역, 야간 또는 시정이 불량할 때 사용

- 속도계, 고도계, 자기나침반 등의 기본적인 계기를 이용해 예상되는 경로를 추측하면서 비행

3. 전자항법 (Electric Nav)

⓵ 무선항법 (Radio Nav)

- 무선국의 송신된 전파를 수신하여 A/C 위치 확인하고 경로를 이용 (최대 150 ~ 200NM)

- 무선국으로부터 전파의 방향을 측정하여 위치를 확인하는 방법

- 종류 ADF, VOR, DME, TACAN, VORTAC 등

⓶ LORAN 항법 (Long Range Nav)

- 지상에 기지를 둔 무선국 network로 장거리 항법을 위한 신뢰성 있는 전천후 정밀한 시스템

제공

- 지상 무선국으로부터 발사된 Pulse 신호의 도달 시간차를 이용하여 위치를 확인

- 장거리 항법 (주간 700NM, 야간 1400NM)을 위한 정확한 System

- 미국 해안과 큰 호수에서 사용 (캐나다에서도 사용 가능)

- 세부 내용

→ 주파수 : 90 ~ 110 kHz

→ 정확도는 0.25NM 이상이며 신호도달범위에 따라 달라진다.

- 사용 지역 : 미국인접 48개주 해안지역, 알라스카만

⓷ Radar 항법

- 레이다에 의해 지형을 판단하여 A/C 위치를 확인하는 방법

- 지문항법의 분야를 전파 이용으로 시정장애 극복 (야간, 설상, 시정불량 등)

⓸ Doppler Radar Nav

- Doppler Radar : 반자동 독립 추측항법 시스템으로 대지속도와 편류각을 제공하는 항법장비

- 항공기에서 레이더파를 발사하여 반사파의 도플러 효과를 이용하여 편류, GS (대지속도) 등의

정보를 이용한 항법

- 추측항법의 분야를 전파 이용으로 정확도 증진

- 방향 참조를 위해A/C Compass를 사용하면서 G/S와 편류각 탐지를 위해 레이더 신호를

사용

- 지상 참조물이나 항행보안시설에서 나온 정보에 지속적으로 의존하지 않는 반자동 자체 추측항법

- 정확도 : INS나 OMEGA보다 낮고 장거리 비행에서 수용할 수 있는 위치의 정확도가 필요한

경우 주기적인 Update를 위해 외부 참조물의 사용이 요구됨

4. 천문항법 (Celestial Nav)

- 천체관측으로 위치를 구하고 경로를 선정하는 방법

- 장거리 해상비행에서 가장 중요하게 이용

5. 최신항법

⓵ GRID Nav

- 위도 60도 이상의 극지방에서 자오선 대신 GRID (인공자오선) 이용

- 자기나침 대신 자이로를 사용하여 대권을 비행하는 방법

⓶ 관성항법 (INS, Inertial)

- 구성 : 자이로 (gyro), 가속도계 (accelerometers), 항법 컴퓨터 (navigation computer)

- gyro의 강직성 이용 : gyro의 platform에 3출 방향 가속도계 장치

→ 검출치를 항법 computer에서 GS, DA 산출

- Gyro의 특성 이용 : 가속도의 차이를 이용

관성항법이란 항공기가 움직일 때 발생하는 가속도를 가속도계 (Accelerometer)를 이용하여 측정하고, 그 측정된 가속도를 적분하여 속도와 이동거리를 구하고, 구해진 정보들을 토대로 항공기의 위치를 파악 비행하는 항법을 말합니다. 이러한 일련의 계산과정을 통해 임의의 한 점에서 다른 한 점으로의 위치이동을 자력으로 할 수 있는 것입니다.

관성항법의 장점은 항공기가 출발 시 출발위치를 정확히 입력해 놓으면 외부의 도움 없이 항법이 가능한데 있으나, 단점은 비행거리에 비례하여 오차가 누적되고, 타 항법 장비들에 비해 부피가 크고 무게가 무거우며, 가격이 비싸다는 것입니다.

⓷ GPS : 계기항행절차지침서 52 ~ 57 페이지 참조

- 인공위성을 기초로 매우 정밀한 위치와 속도 정보를 무제한 이용자에게 제공하는 전천후 항법

시스템

- 지구상측위장치 (GPS : Global Positioning System) : 정지 위성 이용

- 위성을 기본으로 하여 미국방성에서 운영되는 무선항법, 위치결정 및 시간변환 장치

- 지구상의 고정된 좌표 System을 기초로 전 세계적 Common Grid Reference System을

제공. WGS (World Geodetic System) - 84 System 사용

- 오차 : 100미터는 95%, 300미터는 99.99%

- 전 세계에 24개의 GPS 위성이 있으며 위치파악과 고도, 속도, 고도 등의 항법정보를 알기 위해

삼각도법의 개념에 기초를 두어 최소한 3개의 위성정보를 사용

- 기상의 영향을 받지 않고 비교적 정확한 정보를 제공하는 반면 전리층에 의한 지연이나 위성과

수신기에 있는 원자시계의 불일치 등으로 인해 오차를 발생시킬 수 있음(최근 ECM에 약한 것이

밝혀져 이에 대한 대비가 필요함)

※ RAIM (Receiver autonomous integrity monitoring)

RAIM is necessary since delays of up to two hours can occur before an erroneous satellite transmission can be detected and corrected by the satellite control segment. The RAIM function is also referred to as fault detection.

- RAIM needs a minimum of 5 satellites in view, or 4 satellites and a barometric altimeter (baro-aiding) to detect an integrity anomaly.

6. 기압배치비행 (Pressure Position Flight)

배풍을 최대한 이용하기 위한 고도나 항로를 선택하여 비행시간 단축을 꾀하는 방법

7. 오메가 / VLF

- 전세계에 걸쳐 전파를 수신할 수 있도록 전 세계 8개 송신소에서 4개의 초저주파 (VLF) 항법

주파수를 송신하고 이를 이용하여 항법을 수행하는 방법

- 미해군에서 통신장비를 이용하여 운영하고 있으며, 항법용으로 사용 가능하나 현재 사용하고

있지 않음

- 정확성은 ±2NM의 정밀성을 안정적이고 지속적으로 제공할 수 있음. 그러나 정밀성을 떨어뜨리는

변수들(일중 변화, 자성의 흡수작용, 갑작스럽고 강력한 태양의 활동 등)로 인해 정밀성을

예측할 수 없음

- 송신소 : 노르웨이, 리베리아, 하와이, Noth Dakota, La Reunion, 아르헨티나, 오스트렐리아, 일본

8. 구역항법 (RNAV) 항로 (Area Navigation)

- 지역항법 : 지상 Navaid의 유효범위 or 자체 탑재장비의 능력 한계 내에서 어떤 방향으로든지

비행을 가능하게 하는 항행항법

- Random RNAV 항로는 레이더 관제하에서만 인가

- 교통량과 흐름이 어긋나지 않을 것이 ATC에 의해 고려

- 조종사의 책임하에 수행되며 ATC는 모든 비행을 레이더로 감시

- 해당 고도층에서 사용 적절한 항법표지시설에 입각한 방위와 계기를 이용한 Waypoint로 된

경로설정

- Waypoint는 ARTCC의 경계구역으로 200NM 이내에 있어야 한다.

GPS와 FMS의 도입으로 본격적인 지역항법의 시대가 열렸습니다. 지상항행안전시설의 위치라는 한계와 관성합법 장비의 오차를 극복한 정확하고 섬세한 지역항법이 가능해졌습니다. 이제 항법의 미래는 지역항법입니다.

RNAV는 항행안전시설과 자립항법 시스템을 이용한 두 지점간의 최단거리 비행 또는 가장 효율적인 항로 비행을 가능하게 해주는 항법, RNAV는 Conventional 항법과 대치되는 개념이 되겠습니다.

※ 지역항행 (RNAV : Area Navigation)

항공기내 자체장비로 항공기의 위치, 실제 Track, Ground Speed 등 조종사가 선택한 항로와 관련된 유용한 정보를 제공받아 항행하는 것으로 관성항법장치 INS, LORAN, VOR/DME, GPS System 등이 포함된다.

※ Waypoint

Area Navigation Route (지역항법비행로) or RNAV로 비행중인 항공기의 비행로를 표시하는 데 사용되는 특정된 지리적 위치

9. VHF Direction Finder

- 조종사가 이것의 작동을 알지 못한 상태에서 조종사를 도와주는 일반적인 장치중의 하나

- 지상에 설치된 무선 수신기로서 지상관제소의 관제사에 의해 사용됨

- 구성 : 지향성 안테나 장치, VHF 전파수신기

- 작동 : 매번 항공기가 송신할 때마다 지상송신소로부터 항공기까지 자방위를 표시해 줌

- 용도 : 위치를 잃은 항공기에게 위치를 알려주고, 레이다 스코프에서 A/C의 식별을 도와주는

  역할 수행