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[지도와 GNSS의 활용] 항법 정보(Navigation Data)

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국립등산학교 남정권
기사입력 2020-03-26

 

항법이 실행 중일 때 항법 장비에서 더욱 정확한 항법을 위해 문자로 제공되는 정보를 항법 정보라 한다. [그림 1]은 휴대용 GPS 지도 화면의 항법 정보란(Data Field), [그림 2]는 휴대용 GPS 나침반 화면의 항법 정보란, [그림 3]은 휴대용 GPS 트립컴퓨터 화면의 항법 정보란, [그림 4]는 스마트폰 GPS 앱의 항법 정보란으로 각각의 항법 정보란에 항법 정보가 표시되는 것을 보여 준다.

 

항법 용어ㆍ약자

▲ [그림 5]

 

  

항법 정보들의 용어나 약자 중에는 그 의미를 쉽게 파악할 수 있는 것들도 있지만 생소한 것도 많다. 그래서 생소한 항법 정보들의 용어와 약자들이 어떤 의미인지 정리했다. 설명에 앞서 방위각의 정의를 알 필요가 있다. 방위각이란 방향을 각도로 표현한 것으로 [그림 5]에서 측정 방향의 방위각은 북쪽을 기준 방향으로 해 측정 방향까지 시계 방향으로 측정한 각도다.

 

▲ [그림 6]

 

ㆍ위치 오차(Accuracy of GPS) : 예상 수평 위치 오차다. 신호가 감지되는 GPS 위성의 수와 신호의 강도, 위성의 배치 상태에 따라 GPS 수신기의 산출 좌표가 실제 GPS 수신기 위치에서 수평으로 얼마 정도의 반지름 안에 들 수 있는지 예측한 값이다. 이를 EPE(Estimated Position Error)라고도 한다.

 

ㆍ목표각(BRG, Bearing) : 항법 실행 중 사용자 위치를 기준으로 한 목적지의 방위각이다. 다수의 지점을 차례로 경유해 최종 목적지로 가는 항법(이하 경로 항법)을 실행 중일 때는 사용자 위치를 기준으로 한 다음 지점의 방위각이다([그림 6]의 b 참조).

 

ㆍ진행각(COG, Course Over Ground) : 사용자가 이동하는 방향의 방위각이다. 선박이 해류를 횡단하는 경우 수면에 대한 이동 방위각과 지면에 대한 이동 방위각이 서로 달라진다. GPS로 측정한 진행각은 지면에 대한 이동 방위각이다. 이는 GPS로 기록한 궤적(TRK, Track)을 바탕으로 구한 것이기 때문에 COG를 TRK라고도 한다. 항해학에서는 진행각을 침로각(針路角)이라 하며 지면에 대한 이동 방향을 대지침로(對地針路), 수면에 대한 이동 방향을 대수침로(對水針路)라 한다([그림 6]의 d 참조).

 

ㆍ항로각(Course) : 항법 실행 중 출발지를 기준으로 한 목적지 방향의 방위각이다. 경로 항법을 실행 중일 때에는 이전 지점을 기준으로 한 다음 지점 방향의 방위각이다([그림 6]의 g 참조).

 

ㆍ최종 거리(Distance-To Destination) : 경로 항법을 실행 중일 때 사용자 위치에서 남은 지점들을 차례로 경유해 최종 목적지에 이르는 거리다. 이를 Final Distance 또는 Total Distance라고도 한다.

 

ㆍ다음 거리(Distance-To Next) : 경로 항법을 실행 중일 때 사용자 위치에서 다음 지점까지의 거리다. 이를 Current Distance 또는 간단히 DST(Distance)라고도 한다.

 

ㆍ유효 거리(DMG, Distance Made Good) : 사용자 위치와 가장 가까운 항로선 상의 지점과 항로선의 출발지 간의 거리다. 요트의 경우 역풍에서는 항로선을 따라 직진하는 게 어려워 지그재그로 항해해야 한다. 이때 지그재그로 이동한 거리(Trip Odometer)보다는 유효 거리가 목적지까지의 진행 상황을 파악하는 데 더 유리하다([그림 6]의 h 참조).

 

ㆍ편류각(DRA, Drift Angle) : 전향각(HDG) 방향을 기준 방향으로 해 진행각의 방향까지 측정한 각도다. 전향각을 기준으로 진행각이 시계 방향에 있으면 각도 앞에 +가 붙고 반시계 방향에 있을 땐 각도 앞에 -가 붙는다([그림 6]의 f 참조).

 

ㆍ고도(Elevation) : 사용자의 해발 고도(정표고, Orthometric Height)다. GPS 수신기는 네 개 이상의 GPS 위성으로부터 위성 신호를 수신할 때만 고도를 산출할 수 있다. GPS 수신기는 일차적으로 타원체고(Ellipsoidal Heigh)를 산출하지만 이 값에 해당 지점의 지오이드고(Geoidal Height)를 감해 정표고로 환산한다. 이를 위해 GPS 수신기에는 전 세계 지오이드 모델이 입력돼 있다.

 

ㆍ최종 도착 시각(ETA-At Destination, Estimated Time of Arrival at Destination) : 경로 항법을 실행 중일 때 남은 지점들을 차례로 경유해 최종 목적지에 도착할 예상 시각이다. 이를 Final ETA라고도 한다.

 

ㆍ다음 도착 시각(ETA-At Next, Estimated Time of Arrival at Next) : 경로 항법을 실행 중일 때 다음 지점에 도착할 예상 시각이다. 이를 Current ETA라고도 한다.

 

ㆍ전향각(HDG, Heading) : 현재 GPS 장비의 전방이 향하고 있는 방향의 방위각이다. 선박이 해류를 횡단하는 경우 선박의 전방(GPS 장비의 전방)이 향하는 방향(전향각)과 선박이 진행하는 방향(진행각)이 서로 다르다. 항해학에서는 전향각을 선수(船首) 방향 또는 선수미선(船首尾線) 방향이라 하면서 진행각(COG)과 엄밀히 구분한다. 전향각을 측정하기 위해서는 GPS 장비에 전자 나침반(지자기 센서)이 탑재돼야 하지만 전자 나침반이 내장되지 않은 일부 휴대용 GPS는 진행각을 전향각으로 표시한다([그림 6]의 c 참조).

 

ㆍ기본 좌표/경위도(Location, lat/lon) : 현재 사용자가 위치한 지점의 경위도(Latitude&Longitude) 좌표(Coordinate)다.

 

ㆍ선택 좌표(Location, selected) : 현재 사용자가 위치한 지점의 좌표로 GPS 장비의 좌표계 설정에 있는 다양한 좌표계 중 사용자가 선택한 좌표계의 좌표다.

 

ㆍ거리계(Odometer) : 해당 값을 초기화한 후 이동한 거리로 주로 장기간의 누적거리를 측정하는 데 사용된다.

 

ㆍ코스 이탈(Off Course) : 이동 중인 항로선에서 수직 방향으로 벗어난 거리다. Off Course는 항공기나 선박이 항로를 유지하기 위해 필요한 정보다. 이를 XTE(Cross Track Error)라고도 한다.

 

ㆍ지시기(Pointer) : 목적지의 방향을 표시하는 화살표다. 위성 나침반 또는 전자 나침반을 통해 지시기가 정지하면 화살표는 실제 목적지의 방향을 가리킨다.

 

ㆍ속도(Speed) : 사용자의 이동 속도다. 선박의 경우 해류를 따라가거나 거슬러 갈 때는 수면에 대한 속도와 지면에 대한 속도가 서로 달라진다. GPS로 측정한 속도는 지면에 대한 속도이므로 SOG(Speed Over Ground)라고도 한다.

 

ㆍ최대 속도(Speed-Maximum) : 해당 값을 초기화(Reset)한 후 측정된 속도 중 가장 빠른 속도다.

 

ㆍ이동 시 평균 속도(Speed-Moving Avg.) : 해당 값을 초기화한 후 총 이동 거리를 이동 시간(Trip Time-Moving)으로 나눠 평균을 낸 속도다.

 

ㆍ평균 이동 속도(Speed-Overall Avg.) : 해당 값을 초기화한 후 총 이동 거리를 전체 시간(Trip Time-Total)으로 나눠 평균을 낸 속도다. 전체 시간은 이동 시간과 정지 시간을 모두 포함한 시간이기 때문에 이동 시 평균 속도보다 평균 이동 속도가 더 느리다.

 

ㆍ일출(Sunrise) : 사용자가 위치한 지역의 당일 일출 시각이다.

 

ㆍ일몰(Sunset) : 사용자가 위치한 지역의 당일 일몰 시각이다.

 

ㆍ현재 시각(Time of Day) : 협정 세계시(UTC) 또는 GPS 장비의 시각 설정에서 사용자가 선택한 지역의 현지 시각(Local Time)이다. 우리나라의 현지 시각은 협정 세계시보다 9시간 빠르다.

 

ㆍ최종 도착 시각(Time To Destination) : 경로 항법을 실행할 때 남은 지점들을 차례로 경유해 최종 목적지에 도착할 때까지 예상 소요 시간이다. 이를 Time To End 또는 Final ETE(Estimated Time Enroute to Destination)라고도 한다.

 

ㆍ다음 도착 시각(Time To Next) : 경로 항법을 실행 중일 때 다음 지점에 도착할 때까지 예상 소요 시간이다. 이를 Current ETE(Estimated Time Enroute to Next)라고도 한다.

 

ㆍ코스로(To Course) : 항로에서 벗어난 경우 해당 위치에서 효율적으로 항로에 복귀할 수 있는 방위각이다. 이 방위각은 항로에서 벗어난 사용자가 목적지로 다가감과 동시에 항로에 빨리 복귀할 수 있는 방향을 제시한다. 이를 CTS(Course to Steer)라고도 한다([그림 6]의 a 참조).

 

ㆍ구간 거리계(Trip Odometer) : 해당 값을 초기화한 후의 이동한 거리로 주로 개별 운항 거리를 측정하는 데 사용된다.

 

ㆍ이동 시간(Trip Time-Moving) : 해당 값을 초기화한 후 이동한 동안의 시간이다.

 

ㆍ정지 시간(Trip Time-Stopped) : 해당 값을 초기화한 후 정지한 동안의 시간이다.

 

ㆍ전체 시간(Trip Time-Total) : 해당 값을 초기화한 후 이동 시간과 정지 시간을 합한 시간이다.

 

ㆍ회전각(Turn) : 목적지로 향하기 위해 회전해야 하는 각이다. 즉 진행각(COG)으로부터 목표각(BRG)까지의 각이다. 진행각에 대해 목적지가 왼쪽에 있으면 Left의 이니셜 ‘L’과 함께 해당 각도가 표시된다. 오른쪽에 있으면 Right의 이니셜 ‘R’과 함께 해당 각도가 표시된다. 이를 Magellan의 Triton 모델에서는 Destination이라고도 한다([그림 6]의 e 참조).

 

ㆍ수직 속도(Vertical Speed) : 단위 시간당 변한 고도(Elevation)다.

 

ㆍ유효 속도(VMG, Velocity Made Good) : 단위 시간당 변한 유효 거리(DMG)다. 요트의 경우 역풍에서는 항로선을 따라 직진하는 것이 어려워 지그재그로 항해해야 한다. 이때 지그재그로 이동하는 속도(Speed)보다는 유효 속도(VMG)가 목적지까지의 도착 시각을 정확히 파악하는 데 유리하다.

 

ㆍ최종 목적지(Waypoint-At Destination) : 경로 항법을 실행 중일 때 최종 목적지명이다. 이를 Final Destination이라고도 한다.

 

ㆍ다음 목적지(Waypoint-At Next) : 경로 항법을 실행 중일 때 다음 지점명이다. 이를 Current Destination이라고도 하며 Magellan의 신형 eXplorist 모델에서는 Destination이라고도 한다.

 

국립등산학교_ 남정권

  

<본 내용은 소방 조직의 소통과 발전을 위해 베테랑 소방관 등 분야 전문가들이 함께 2019년 5월 창간한 신개념 소방전문 월간 매거진 ‘119플러스’ 2019년 11월 호에서도 만나볼 수 있습니다.> 

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