해군함정 협수로 연안 항해시 함위산출 및 보고사항 개선에 관한 연구 A Study for Improving Naval Vessels's Position Calculation and Reporting Requirements for Safe Sailing in Narrow Channels원문보기
본 연구는 해군함정이 협수로 연안항해시 실시하고 있는 교차방위법을 살펴보았다. 특히, 물표 측정 순서에 의해 오차가 적게 발생하는 위치산출 방법, 권고 침로 산출 방법 및 위치 산출 후 조함권자에게 보고하는 사항을 항해안전 측면에서 살펴보았다. 해군 함정의 경우 협수로 항해 시, 협수로 연안 항해 요원이 배치되어 보다 강화된 항해 안전태세를 유지하게 된다. 물론 최신 기술의 발달로 다양한 항해장비가 등장하고 있어, 별도의 함위 산출 요원이 없어도 함위를 정확히 산출할 수 있다. 그러나 해군 함정의 경우 교전 시 언제든 함정손상이 발생할 수 있다는 점, 최근 지속적인 북한의 전파 교란으로 인해 항해 장비를 운용할 수 없는 상황이 발생할 수 있다는 점, 상선과는 다르게 함교에 충분한 인원이 배치될 수 있다는 점 등 교차방위법을 사용할 필요성이 존재한다. 본 연구를 통해 해군 함정 교차방위법이 항해안전 측면에서 개선되고, 초급장교들의 Seamanship 함양에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 해군함정이 협수로 연안항해시 실시하고 있는 교차방위법을 살펴보았다. 특히, 물표 측정 순서에 의해 오차가 적게 발생하는 위치산출 방법, 권고 침로 산출 방법 및 위치 산출 후 조함권자에게 보고하는 사항을 항해안전 측면에서 살펴보았다. 해군 함정의 경우 협수로 항해 시, 협수로 연안 항해 요원이 배치되어 보다 강화된 항해 안전태세를 유지하게 된다. 물론 최신 기술의 발달로 다양한 항해장비가 등장하고 있어, 별도의 함위 산출 요원이 없어도 함위를 정확히 산출할 수 있다. 그러나 해군 함정의 경우 교전 시 언제든 함정손상이 발생할 수 있다는 점, 최근 지속적인 북한의 전파 교란으로 인해 항해 장비를 운용할 수 없는 상황이 발생할 수 있다는 점, 상선과는 다르게 함교에 충분한 인원이 배치될 수 있다는 점 등 교차방위법을 사용할 필요성이 존재한다. 본 연구를 통해 해군 함정 교차방위법이 항해안전 측면에서 개선되고, 초급장교들의 Seamanship 함양에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.
This research examines the use of Cross Bearing in the Republic of Korea Navy. Specifically, this study focuses on the degrees of errors caused by the order of measuring targets and suggests a new method to determine Advice Course. It then reviews the appropriateness of the contents of Location Repo...
This research examines the use of Cross Bearing in the Republic of Korea Navy. Specifically, this study focuses on the degrees of errors caused by the order of measuring targets and suggests a new method to determine Advice Course. It then reviews the appropriateness of the contents of Location Report that is regularly to the duty officer during a voyage in a narrow channel. Whenever a naval vessel passes through a narrow channel, many number of sailors are assigned to diverse positions in order to enhance navigational safety. Even though it is possible to easily recognize the location of a ship with helps of various kinds of navigational equipments using state-of-the-art technology, there are still several situations where sailors' efforts are indispensible for calculating the position of their ship : when the ship is damaged during an engagement with enemies and when the enemies interfere (GPS) signals. In addition, the particularity of naval vessels in which many number of crew members can be assigned to various positions supports for the suitability of the use of Cross Bearing in the Navy. This study will contribute to navigational safety of the ROK Navy and fostering junior naval officers' seamanship.
This research examines the use of Cross Bearing in the Republic of Korea Navy. Specifically, this study focuses on the degrees of errors caused by the order of measuring targets and suggests a new method to determine Advice Course. It then reviews the appropriateness of the contents of Location Report that is regularly to the duty officer during a voyage in a narrow channel. Whenever a naval vessel passes through a narrow channel, many number of sailors are assigned to diverse positions in order to enhance navigational safety. Even though it is possible to easily recognize the location of a ship with helps of various kinds of navigational equipments using state-of-the-art technology, there are still several situations where sailors' efforts are indispensible for calculating the position of their ship : when the ship is damaged during an engagement with enemies and when the enemies interfere (GPS) signals. In addition, the particularity of naval vessels in which many number of crew members can be assigned to various positions supports for the suitability of the use of Cross Bearing in the Navy. This study will contribute to navigational safety of the ROK Navy and fostering junior naval officers' seamanship.
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문제 정의
그 예로“함교 위치보고, 침로선 오른편 150, 1차 권고 침로 097도, 2차 권고 침로 110도, 해도상 수심 12m, 기타 해도상 장애물 없음”정도로 간략하게 보고하는 것이다.
5의 경우 2차 권고 침로는 현 침로를 유지하는 목적이 있지만, 실제 기존방법을 이용하여 현재의 실측위치에서 기본침로 선으로 선을 그어서 만나는 점으로 기동할 시 침로선에서 벗어나는 방향으로 기동하게 된다. 따라서 기존방법을 보완할 수 있는 모든 상황에 적용 가능한 방법을 제시하였다.
또한 조함권자는 보고를 모두 받는 시점에서의 위치와 장시간의 보고로 인해 산출했던 과거 시점의 실제 위치에서 오차가 더욱 크게 발생하는 측면이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 기점수의 보고사항을 항해안전 측면에서 우선시되는 것을 식별하고 간략하게 보고하는 방법을 제시하였으며, 간략하게 보고함으로써 얻게 되는 위치오차의 개선정도를 정량적인 방법을 통해 산출해 보았다.
이는 기존의 교육교재에 나와 있는 방법을 사용할 시 모든 상황에 적용이 가능하지 않기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 모든 상황에 적용이 가능한 방법을 연구하여 제시하고자 한다.
표준 방법은 DRP(추측위치)를 바탕으로 유향유속을 확인하고 실측위치에서 유향유속 방향으로 1배 만큼 위치한 위치(P점)을 기점한 후, 실측위치에서 기본 침로선(A선)과 평행한 선(B선)을 작도한다. 마지막으로 P점에서 현재의 함정 속력고려 컴퍼스를 이용하여 B선과 만나는 점의 방향을 2차 권고 침로, A선과 만나는 점의 방향을 1차 권고 침로로 보고하는 것이다.
첫째, 해군함정의 경우 충분한 인원이 Team을 구성하여, 방위를 측정하는 인원, 중재자 역할을 하는 인원, 위치를 기점하고 관련 사항을 보고하는 인원이 교차방위법을 실시한다. 반면에 상선의 경우, 항해사 단독으로 선위를 참고하기 위한 목적으로 실시한다. 둘째, 해군함정의 경우 충분한 인원을 바탕으로 정확한 위치를 산출하기 위해 교차방위법을 물표측정 1분 전부터 단계적으로 집행한다.
본 연구는 해군 창설이후 오랜 기간 사용해온 교차방위법을 살펴보고, 함정위치 산출시 물표를 측정하는 순서에 따라 발생하는 오차를 정량적으로 분석하였으며, 함위 산출 후 조함권자에게 보고하는 기존 권고침로의 제한점을 확인하고 모든 상황에 적용 가능한 권고침로 산출방법을 제시하였다. 또한 항해 안전 우선순위를 고려한 간략보고 방법을 제시하였다.
본 연구에서는 함정에 근무하게 되는 초급장교들이 임관후 마주치게 되는 협수로 연안항해시 교차 방위법을 살펴보았으며, 물표 측정 순서에 따라 보고자가 보고를 완료한 시점에서 오차가 적게 발생하는 방법을 정량적으로 산출해보고, 어느 상황에서도 정확한 침로를 권고할 수 있는 방법 그리고 지휘결심을 보좌하고 함위 오차를 줄이는 간략 보고 방법을 제시하였다. 본 연구에서 얻은 결과를 바탕으로 정리한 내용은 다음과 같다.
반면에 상선의 경우 항해사가 필요한 시기에 물표를 순차적으로 확인하여 위치를 산출한다. 셋째, 해군함정의 경우 항해안전을 보좌하기 위해 위치산출 후 10여 가지의 보고사항을 정리하여 조함권자에게 보고한다. 반면, 상선의 경우 조함을 하는 항해사가 직접위치를 기점하고 이를 항해 시 참고한다.
위치를 산출 한 후 위치 기점수는 최근의 추측위치와 두 실측위치를 바탕으로 항해상 필요한 여러 사항을 정리하여 조함권자에게 보고한다. 위치 산출시간부터 해도상 장애물 유무까지 총 10가지 보고사항을 조함권자에게 보고하게 되는데, 이러한 많은 정보는 조함권자의 결심에 방해요소로 작용할 수 있다. 즉, 다수의 보고사항에 따른 장시간의 보고시간은 보다 중요한 타 정보의 개입을 막을 뿐만 아니라 긴박한 상황에서 항해안전과 관련되지 않은 보고사항도 포함이 되어 있어 문제가 될 수 있다.
위치를 산출 한 후 위치 기점수는 최근의 추측위치와 두 실측위치를 바탕으로 항해상 필요한 여러 사항을 정리하여 조함권자에게 보고한다. 위치 산출시간부터 해도상 장애물 유무까지 총 10가지 보고사항을 조함권자에게 보고하게 되는데, 이러한 많은 정보는 조함권자의 결심에 방해요소로 작용할 수 있다.
가설 설정
셋째, 물표 측정 시 측정시간 간격은 3초이며, 물표 측정 시 지연시간은 없다. 넷째, 함정은 X축 선상으로 똑바로 진행한다.
위치선 방정식을 통해 함위 정확도를 산출하기 전에 다음과 같이 가정하였다. 첫째, 함정은 외력의 영향을 받지 않는다. 둘째, 함정에서 선정한 물표는 정횡, 선수, 선미에 위치하며, 함정으로부터 2,000yds에 위치해 있고, 각 물표 간 협각은 60도이다.
제안 방법
둘째, 권고 침로를 산출하는 표준 방법을 제시하였다. 표준 방법은 DRP(추측위치)를 바탕으로 유향유속을 확인하고 실측위치에서 유향유속 방향으로 1배 만큼 위치한 위치(P점)을 기점한 후, 실측위치에서 기본 침로선(A선)과 평행한 선(B선)을 작도한다.
반면에 상선의 경우, 항해사 단독으로 선위를 참고하기 위한 목적으로 실시한다. 둘째, 해군함정의 경우 충분한 인원을 바탕으로 정확한 위치를 산출하기 위해 교차방위법을 물표측정 1분 전부터 단계적으로 집행한다. 즉, 물표 측정 1분전에 물표 측정수가 3개의 물표를 선정하게 되고, 30초 전에 1물표 예정방위를, 15초 전에 준비, 해당시각에 집행을 하게 된다.
본 연구는 해군 창설이후 오랜 기간 사용해온 교차방위법을 살펴보고, 함정위치 산출시 물표를 측정하는 순서에 따라 발생하는 오차를 정량적으로 분석하였으며, 함위 산출 후 조함권자에게 보고하는 기존 권고침로의 제한점을 확인하고 모든 상황에 적용 가능한 권고침로 산출방법을 제시하였다. 또한 항해 안전 우선순위를 고려한 간략보고 방법을 제시하였다. 이상의 연구결과는 해군 함정의 협수로 연안 항해 시 항해안전에 기여할 것으로 판단되며, 초급장교들이 어려워하는 권고 침로 산출방법을 쉽고 정확하게 제시함으로써 자신감을 갖고 적극적인 권고를 할 수 있을 것으로 기대된다.
함정은 방위변화가 큰 물표를 가장 먼저 측정하고 있으며, 상선의 경우에는 가장 늦게 측정한다. 본 절에서는 물표의 위치선(LOP : Line Of Position) 방정식을 통해 물표측정 순서에 따른 위치오차를 확인하였다. 위치선 방정식을 통해 함위 정확도를 산출하기 전에 다음과 같이 가정하였다.
셋째, 함정 상황을 고려하여 적절한 보고안을 제시하였다. 신속히 함정의 위치를 산출해야 하는 긴박한 상황에서 함정은 보다 간편한 보고법을 통해 항해 안전과 함위 정확도를 높일 수 있음을 확인하였다.
본 연구에서 제시하고 있는 내용은 Matlab 2013a의 컴퓨터용 프로그램 언어를 활용하여 오차를 계산함으로써 함위 정확도를 판단하였다. 이러한 방법을 통해 단순히 그럴 것이라고 예측되는 내용을 정량적으로 분석하였다.
해군함정과 상선이 교차방위법을 사용하고 있으나, 몇 가지 차이를 가진다. 첫째, 해군함정의 경우 충분한 인원이 Team을 구성하여, 방위를 측정하는 인원, 중재자 역할을 하는 인원, 위치를 기점하고 관련 사항을 보고하는 인원이 교차방위법을 실시한다. 반면에 상선의 경우, 항해사 단독으로 선위를 참고하기 위한 목적으로 실시한다.
둘째, 권고 침로를 산출하는 표준 방법을 제시하였다. 표준 방법은 DRP(추측위치)를 바탕으로 유향유속을 확인하고 실측위치에서 유향유속 방향으로 1배 만큼 위치한 위치(P점)을 기점한 후, 실측위치에서 기본 침로선(A선)과 평행한 선(B선)을 작도한다. 마지막으로 P점에서 현재의 함정 속력고려 컴퍼스를 이용하여 B선과 만나는 점의 방향을 2차 권고 침로, A선과 만나는 점의 방향을 1차 권고 침로로 보고하는 것이다.
데이터처리
따라서 물표 측정 순서에 따라 함위 정확도가 어느 정도 차이가 나고 이를 개선하기 위한 방법은 없는지 살펴보는 것이 필요하다. 본 연구에서는 물표의 측정 순서가 결과적으로 함위 정확도에 어느 정도 영향을 주는지 계산 프로그램인 Matlab 2013a을 이용하여 정량적으로 산출해 보았다.
이론/모형
본 연구에서 제시하고 있는 내용은 Matlab 2013a의 컴퓨터용 프로그램 언어를 활용하여 오차를 계산함으로써 함위 정확도를 판단하였다. 이러한 방법을 통해 단순히 그럴 것이라고 예측되는 내용을 정량적으로 분석하였다.
성능/효과
결과적으로 선수 → 선미 → 정횡과 선미 → 선수 → 정횡 순서로 측정하는 것, 즉 방위변화율이 가장 큰 물표를 가장나중에 측정하는 것이 오차를 최소로 할 수 있다는 것을 확인하였다.
넷째, 해군함정의 경우에는 물표를 측정할 시 정횡 ⇒ 선수 ⇒ 선미 순으로 측정을 하지만, 상선의 경우에는 선수 ⇒ 선미 ⇒ 정횡순으로 물표를 측정한다.
넷째, 해군함정의 경우에는 물표를 측정할 시 정횡 ⇒ 선수 ⇒ 선미 순으로 측정을 하지만, 상선의 경우에는 선수 ⇒ 선미 ⇒ 정횡순으로 물표를 측정한다. 다섯째, 해군함정의 경우 군함의 특성상 항해장비의 손상 가능성과 지속적인 북한의 전파교란 등으로 항해 장비를 제대로 운용하지 못할 가능성이 높게 된다. 반면, 상선의 경우에는 상대적으로 그러한 가능성이 적다.
둘째, 함정에서 선정한 물표는 정횡, 선수, 선미에 위치하며, 함정으로부터 2,000yds에 위치해 있고, 각 물표 간 협각은 60도이다. 셋째, 물표 측정 시 측정시간 간격은 3초이며, 물표 측정 시 지연시간은 없다. 넷째, 함정은 X축 선상으로 똑바로 진행한다.
셋째, 함정 상황을 고려하여 적절한 보고안을 제시하였다. 신속히 함정의 위치를 산출해야 하는 긴박한 상황에서 함정은 보다 간편한 보고법을 통해 항해 안전과 함위 정확도를 높일 수 있음을 확인하였다.
1에서 물표측정 순서에 따른 함위의 정확도를 산출한 방법과 동일하게 Matlab 2013a를 이용하여 15초의 시간 단축효과에 대해 오차의 개선 정도를 확인해보면 Table 5와 같다. 즉, 간략한 보고 방법을 필요한 시기에 적용할 경우 조함권자에게 함 안전관련 중요사항을 우선시 보고하여 결심을 도와줌과 동시에 보고 완료당시 보고시간이 15초 정도 단축되는 효과를 통해 함위의 정확도도 향상이 되는 것을 확인할 수 있다.
첫째, 물표측정 순서에 따른 위치 정확성을 정략적으로 확인한 결과, 정횡물표를 가장 나중에 측정하는 방법이 보고자가 보고를 완료한 시점(물표 측정 집행 후 약 1분 후)을 기준으로 함위 오차가 가장 적게 산출되었으며, 선수→선미→정횡 순서로 물표를 측정할 경우 함위가 물표 쪽으로 편위하게 되어 보다 경각심을 가지고 항해를 할 수 있기 때문에 물표를 측정하는 순서는 선수→선미→정횡으로 하는 것이 바람직하다는 것을 확인하였다.
후속연구
따라서 물표 측정은 5 의 방법인 선수 → 선미 → 정횡 순으로 측정하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 그동안 물표의 측정을 시작한 시점에 초점을 맞추어 그 당시 위치오차가 가장 적은 방법을 사용하여 정횡물표를 가장 먼저 측정하였는데, 현재의 위치에서 가장 오차가 적은 방법으로 개선이 될 수 있다면 보다 항해안전에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
그러나 연구 과정에서 정량적인 분석을 위해 물표를 일정한 곳에 위치시키고, 함정은 변침변속이 없는 상황을 가정했다는 점, Table 3의 내용에서 언급한 항해안전 중요도는 상황에 따라 달라질 수 있다는 점 등 제한점이 존재하며, 이는 추후 보다 사실적이고 다양한 상황을 고려한 연구를 통해 보완되어야 할 것이다.
이러한 새로운 권고 침로 산출방법은 초급 장교들이 가장 어려워하는 보고사항을 보다 쉽게 산출할 수 있도록 함으로써 초급장교들의 자신감 향상은 물론 항해안전에도 도움이 될 것으로 기대된다.
또한 항해 안전 우선순위를 고려한 간략보고 방법을 제시하였다. 이상의 연구결과는 해군 함정의 협수로 연안 항해 시 항해안전에 기여할 것으로 판단되며, 초급장교들이 어려워하는 권고 침로 산출방법을 쉽고 정확하게 제시함으로써 자신감을 갖고 적극적인 권고를 할 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
해군의 운용장소 및 여기에서는 어디로 이동하는가?
항구는 대양과 바로 맞닿은 곳에 위치한 경우도 있지만 길고 좁은 수로를 통해 연결되기도 한다. 해군은 진해, 평택, 인천, 목포 등 군항을 운용하고 있으며, 이러한 군항에 출입항시 좁은 수로를 이동하게 된다. 협수로 항해는 대양에서의 항해와는 크게 다르다.
협수로 항해는 왜 대양항해와 다른가?
협수로 항해는 대양에서의 항해와는 크게 다르다. 수로 자체가 좁고 길기 때문에 선박의 행동이 제한되며, 출입항·통항·투묘 선박 등 다수의 선박이 밀집되어 있다. 또한 육지와 근접해 있어 수심이 상대적으로 낮고, 암초, 침선 등 위험물이 산재해 있다. 해군에서는 협수로 연안항해가 항해 안전에 위협이 됨을 인지하여 별도의 함위 산출요원을 배치하고, 함정의 위치를 정확히 산출하고자 하는 노력을 하고 있다.
항구의 특징은 무엇인가?
항구는 대양과 바로 맞닿은 곳에 위치한 경우도 있지만 길고 좁은 수로를 통해 연결되기도 한다. 해군은 진해, 평택, 인천, 목포 등 군항을 운용하고 있으며, 이러한 군항에 출입항시 좁은 수로를 이동하게 된다.
참고문헌 (10)
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