항해술
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1. 개요
항해술은 고대부터 발전해온 기술로, 연안 항해에서 시작하여 페니키아, 그리스, 로마 시대를 거치며 발전했다. 나침반, 천문 기술, 지도 제작 기술의 발달로 대항해 시대를 열었으며, 18세기부터 영국이 해상 패권을 장악했다. 현대에는 증기선, 컨테이너, GPS 등의 기술이 도입되어 여객 운송과 화물 운송에 혁신을 가져왔다. 항해 방법으로는 등각 항법, 대원 항법, 천문 항법, 위성 항법, 관성 항법 장치가 있으며, 레이더, 자동 선박 식별 장치, 전자해도 정보 표시 장치 등 다양한 항해 계기가 사용된다.
항해술(navigatio|나비가티오la)은 항해 또는 항해하는 행위를 의미한다. 항해술(nautĭca|나우티카la에서 유래, 이는 그리스어 ναυτική [τέχνη]|nautikḗ [téchnē]|[항해] 기술grc과 ναύτης|naútēs|선원grc에서 유래)은 항해와 항해의 과학 및 기술에 관한 것이다. 해군과 관련된 것을 의미하는 단어(navalis|나발리스la에서 유래)는 선박 및 항해, 특히 해군과 관련된 것이다.[1]
선박을 안전하게 운항하고 목적지에 도달하기 위해 항해사는 여러 가지 문제를 해결해야 한다. 주요 과제는 배가 나아갈 방향(침로)을 결정하고 유지하는 것, 항해에 걸리는 시간, 속도, 거리를 계산하는 것, 그리고 좌초되지 않도록 항해 중인 해역의 수심을 파악하는 것이다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 다양한 항해 방법과 기술이 발전해 왔다.
2. 역사
고대 로마에서는 navicularii|나비쿨라리이la라 불리는 이들이 해상을 통해 장거리 무역을 수행했다. 항해술의 역사는 고대 문명의 연안 항해에서 시작하여 중세, 대항해 시대를 거쳐 근현대에 이르기까지 기술적 발전을 거듭하며 인류 문명 발전에 큰 영향을 미쳤다.
2. 1. 고대
연안 항해는 아주 오래된 시대부터 이루어졌다.[2] 노아의 방주가 등장하는 대홍수 신화 이야기는 메소포타미아 문명의 신화와 항해술에 기반을 두고 있는데, 수메르 시대부터 그 이후까지 사람들은 티그리스강과 유프라테스강 두 강과 페르시아만을 항해했다. 고대 이집트인들 역시 나일강에서의 내륙 항해에만 머무르지 않고, 신석기 시대부터 존재했던 지중해 항로를 이용했다. 이를 통해 거석기념물 문화나 야금술과 같은 문화 현상들이 수천 년에 걸쳐 전파되었을 것으로 추정된다.
크레타 문명 사람들은 미노스 왕의 시대에 이르러 진정한 탈라소크라시(해상 지배)를 구축했으며, 이는 미케네 문명 시대(기원전 2천 년)까지 이어졌다. 이 시기에 호메로스의 시에 신화화된 사건들이 발생했을 것으로 여겨진다.[3]
히타이트인들은 슈필룰리우마 2세 왕의 지휘 아래 역사상 최초로 기록된 해전(기원전 1210년경)에서 키프로스와 맞붙었다. 비슷한 시기에 동지중해의 모든 문명은 "바다 민족"이라 불리는 이들의 침략을 겪었다.
페니키아인들은 고대 그리스 문화에서 항해의 스승으로 여겨졌고 성경에도 언급될 정도로[4][5] 뛰어난 항해술을 가졌다. 그들은 낮에는 태양을, 밤에는 북극성을 따라 노젓기와 돛을 이용해 망망대해를 항해한 최초의 지중해 문명이었을 가능성이 높다. 지브롤터 해협 — 그리스 신화에서 "헤라클레스의 기둥"이라고 불린 곳 — 을 건너 대서양으로 나아가 남쪽으로는 아프리카 서해안의 어느 지점까지, 북쪽으로는 영국 제도(혹은 기록에 툴레라고 언급된 더 먼 곳)까지 항해했다는 기록이 있다. 그러나 그들이 아프리카 대륙을 완전히 일주했는지, 또는 10세기에 바이킹들이 도달했을 가능성이 높은 아메리카 대륙까지 건너갔는지는 명확하지 않다.
인도양과 태평양에서는 대양 항해를 통해 여러 군도에 사람들이 정착할 수 있었다(폴리네시아 항해술). 콘티키 호 탐험으로 남아메리카 도달 가능성이 제기되었으나 여전히 논쟁 중이며, 베링 해협을 통한 아메리카 대륙의 정착은 항해가 필요 없었거나 연안 항해만으로 충분했을 것이다. 그 외 다른 콜럼버스 이전의 초해양 접촉 가능성도 마찬가지로 논의되고 있다.
로마인들은 포에니 전쟁(기원전 264-146년)에서 카르타고에 승리하고, 악티움 해전(기원전 31년)에서 이집트를 제압했으며, 해적을 소탕한 이후 지중해를 논쟁의 여지 없는 그들의 바다, 즉 '마레 노스트룸'으로 만들었다.
2. 2. 중세
로마인들이 장악했던 지중해 항해(포에니 전쟁에서 카르타고에 대한 승리 [기원전 264-146년], 악티움 해전 [기원전 31년]에서의 이집트, 그리고 해적에 대한 승리 이후 논쟁의 여지가 없는 ''마레 노스트룸'')는 중세 시대에 들어 다시 여러 세력의 각축장이 되었다. 이는 반달족이 바다를 통해 이탈리아 해안을 공격할 수 있게 된 시점부터 시작되었다. 6세기에는 비잔틴 제국이 일시적으로 지중해의 통제권을 되찾기도 했으나, 7세기 이후 아랍 세계가 부상하면서 지중해 분지는 분할되었다.[7] 심지어 북쪽의 바이킹과 노르만족도 지중해에 접근하여 활동했다.
십자군 전쟁 시대부터는 베네치아 공화국[8], 제노바 공화국[9], 아라곤 왕관[10] 등의 항해사들이 강력한 해상 세력으로 성장했다. 이 시기 항해술 발전에 중요한 계기가 된 것은 나침반의 도입이었다. 나침반은 중국에서 발명되어 아랍인을 통해 유럽에 전해졌다. 이와 함께 천문학 기술(천구의, 야곱의 지팡이, 육분의), 지도 제작 기술(포르톨란), 그리고 조선 기술(카라벨, 나우, 갤리온)의 발전은 이후 대항해 시대를 여는 중요한 기반이 되었다. 특히 포르투갈의 항해 왕자 엔리케는 사그레스 학교를 통해 이러한 기술 발전을 적극적으로 후원했다.
한편, 동양에서는 15세기 초, 명나라의 정화가 이끄는 대규모 함대가 인도양을 항해하여 아프리카 동해안까지 도달하는 등 활발한 해상 활동을 펼쳤다. 정화의 함대가 남대서양이나 아메리카 대륙까지 도달했을 가능성에 대한 주장이 제기되기도 했지만, 이는 단순한 추측 이상으로 받아들여지지 않았다.
2. 3. 대항해 시대
나침반에 대한 지식은 아랍인을 통해 유럽인에게 전파되었고(아랍인은 중국으로부터 습득), 천문항법 기술(천구의, 야곱의 지팡이, 육분의), 지도 제작 기술(포르톨라노 차트), 조선 기술(카라벨, 나우, 갤리온) 등의 발전과 함께 대항해 시대를 열었다. 이 시기는 초기에 포르투갈과 카스티야가 주도했으며, 특히 항해 왕자 엔리케가 사그레스 학교를 설립하여 항해술 발전을 장려한 이후 본격화되었다.[11][12]
1488년 바르톨로뮤 디아스는 아프리카 대륙 남단의 희망봉을 발견하여 인도양으로 가는 항로를 열었고, 이를 바탕으로 바스코 다 가마는 1498년 인도의 캘리컷에 도달했다. 1492년에는 크리스토퍼 콜럼버스가 첫 항해를 통해 아메리카 대륙에 도달했다. 1519년부터 1521년까지 이어진 마젤란-엘카노 원정은 루이 팔레이루의 과학적 방법론에 따라 경도를 측정하며 최초의 세계 일주를 달성했다.
16세기까지 항해술 분야에서 스페인-포르투갈의 우위는 지리학 및 우주론과 같은 관련 학문 분야에서도 뚜렷하게 나타났다. 영국의 항해사들과 프랑스의 항해사들은 페드로 데 메디나, 마르틴 페르난데스 데 엔시소, 마르틴 코르테스 등이 저술한 항해술 교본을 통해 기술을 습득했다.[11][12] "대포와 돛"의 결합은 유럽 국가들이 다른 문명들을 군사적으로 압도할 수 있는 결정적인 이점을 제공했으며, 이는 근대적인 세계 체제 형성의 시작점으로 평가받기도 한다.[13][14]
2. 4. 근대
나침반에 대한 지식은 아랍인에 의해 유럽인에게 전달되었고 (아랍인은 다시 중국에서 얻었음), 천문 기술(천구의, 야곱의 지팡이, 육분의), 지도 제작 기술(포르톨란), 조선 기술(카라벨, 나우, 갤리온)의 다른 개선과 함께, 대항해 시대 — 처음에는 포르투갈인과 카스티야인이 주도 — 를 가능하게 했으며, 특히 항해 왕자 엔리케가 사그레스 학교를 추진한 이후였다. 1492년, 크리스토퍼 콜럼버스의 첫 번째 항해가 일어났다. 1488년 바르톨로뮤 디아스는 희망봉을 돌았고, 이는 인도양으로 가는 길을 열었으며 — 바스코 다 가마는 1498년에 칼리컷(인도)에 도달했다. 1519년에서 1521년 사이에 마젤란-엘카노 원정은 세계 일주를 했으며 — 과학적 조직자였던 루이 팔레이루의 방법에 따라 경도를 측정했다. 16세기까지 항해 분야에서 스페인-포르투갈의 패권은 지리학 및 우주론과 같은 분야에서 명백했다. 영국과 프랑스 조종사 모두 페드로 데 메디나, 마르틴 페르난데스 데 엔시소 및 마르틴 코르테스의 텍스트를 통해 항해하는 법을 배웠다.[11][12] "대포와 돛"의 결합은 유럽 국가들이 다른 국가들을 압도할 수 있는 이점을 제공하여 현대적인 "세계 체제 이론"을 시작했다고 주장되어 왔다.[13][14]
18세기부터 영국은 해상 패권을 행사했는데, 이는 19세기 초 트라팔가 해전 (1805)에서 확인되었다. 당시 영국의 주요 원정에는 쿡 선장의 (1768-1779) 원정과 비글호의 두 번째 원정(1831-1836)이 있었는데, 이는 나중에 찰스 다윈의 진화 진화론 발전에 매우 중요했다. 이미 증기선 항해 시대에 접어들면서, 기술과 선박은 대양 항해(클리퍼)에서 계속 발전했지만, 20세기까지 상업 항해에는 구식이 되지 않았다 — 특히 파나마 운하 개통 이후. 심지어 그 이후에도, 당시 해군 디자인을 특징짓는 무절제한 낙관주의는 타이타닉호의 침몰(1912)로 심각한 타격을 입었다.
2. 5. 현대
현대 해운은 전통적인 기능 중 하나였던 여객 운송에서 큰 변화를 맞이했다. 항공기의 발달로 장거리 여객 운송은 대부분 항공기가 대체하게 되었다. 다만, 유람선을 이용한 관광 목적의 항해나 불법 이민과 같이 특수한 경우는 여전히 배를 이용한 운송이 이루어지고 있다.
제2차 산업 혁명 이후 화물 운송 분야에서는 탄화수소(석유, 천연가스 등)의 중요성이 커지면서 유조선과 가스 운반선이 주요 운송 수단으로 부상했다. 다른 원자재들은 포장하지 않고 그대로 싣는 벌크 화물 형태로 화물선을 통해 운송되기도 한다. 1956년 이후에는 다양한 종류의 상품을 표준화된 컨테이너에 담아 운송하는 방식이 보편화되었다. 이는 선적과 하역 시간을 단축하고 육상 허브와의 연계를 용이하게 하여 물류 효율성을 크게 높였다.
항해 기술의 발달은 선박 운항에 필요한 선원 수를 줄이는 동시에 선박의 크기를 대형화하는 결과를 가져왔다. 예를 들어, 어업 분야에서는 첨단 장비를 갖추고 먼 바다에서 조업하며 잡은 물고기를 즉석에서 가공·냉동할 수 있는 공장 선박까지 등장했다. 이러한 원양 어업의 발달은 한편으로 새로운 형태의 해적질에 취약해지는 문제를 낳기도 했다.
3. 항해 방법 및 기술
주요 항해 방법들은 크게 선박의 위치(선위)를 알아내는 기술과 항로를 설정하는 방식으로 나눌 수 있다.
이러한 다양한 항해 방법들은 상황과 목적에 맞게 사용된다. 현대에는 위성 항법이 가장 널리 쓰이지만, 전자 장비 고장 등 비상 상황에 대비하여 다른 항법들에 대한 이해와 기술 습득도 여전히 중요하다.
3. 1. 선위 측정
자신의 선박 위치, 즉 선위(船位)를 파악하는 것은 현대 항해술의 기본적인 요소 중 하나이다. 선위를 측정하는 방법에는 여러 가지가 있다.
지문 항법 (Piloting)해안 가까이 항해할 때 사용하는 방법으로, 육지의 눈에 띄는 지형지물(등대, 곶, 부표 등)을 이용한다. 이러한 목표물의 방위와 거리를 측정하여 배의 위치를 알아낸다. 측정에는 눈으로 직접 확인하거나 펠로러스 같은 도구를 사용하며, 육분의로 수평 각도를 재거나 레이더를 이용해 라콘이나 트랜스폰더까지의 방위를 확인하는 전자적인 방법을 사용하기도 한다.
추측 항법 (Dead Reckoning)배의 초기 위치를 바탕으로 방위각(절대, 표면, 상대 방위각), 속도, 항해 시간 등을 고려하여 현재 위치를 계산하는 방법이다. 이때 바람(선회각)이나 해류(방향과 세기)처럼 항로에 영향을 미치는 외부 요인도 계산에 포함한다. 이렇게 계산으로 얻은 위치를 '추측 항법 위치'라고 하며, 특정 위도와 경도 값으로 표시된다.
천문 항법 (Celestial Navigation)별이나 다른 천체를 관측하여 배의 위치를 알아내는 방법이다. 천구 위치 결정 기술을 사용하며, 주로 육분의로 천체의 지평선 위 고도를 측정하고, 크로노미터로 정확한 시간을 측정한다.
원리적으로는, 관측 시간을 알면 항해력 자료를 통해 관측한 별의 천문 좌표를 알 수 있다. 이 좌표와 측정된 고도를 이용하면, 관측자가 해당 별 바로 아래 지점을 중심으로 하는 원 위의 어딘가에 있다는 것을 알 수 있다. 이 원 위의 모든 지점에서 해당 별은 같은 고도로 보이기 때문이다. 따라서 관측자는 자신이 이 원 위에 위치함을 알게 된다. 실제로는 관측값에 대기 굴절, 시차 등의 오차를 보정하는 '환산' 과정이 필요하며, 구면 삼각법을 이용한 계산이 요구된다. 과거에는 삼각법이나 로그 표를 사용했지만, 20세기 후반 계산기와 컴퓨터의 발달로 계산이 쉬워졌다. 그러나 GPS의 등장으로 천문 항법의 중요성은 줄어들어, 주로 비상시 대비책이나 취미 활동으로 여겨진다.
위성 항법 (Satellite Navigation)GPS, GLONASS, 갈릴레오와 같은 전 지구 위성 항법 시스템(GNSS)을 이용하여 선박의 위치를 파악하는 기술이다. 오차 가능성에도 불구하고 현재 가장 널리 사용되며 사용법이 간편하다.
관성 항법 (Inertial Navigation)선박에 설치된 가속도계나 자이로스코프 같은 센서가 측정한 데이터를 분석하여 위치를 알아내는 방법이다. 센서가 감지한 가속도를 적분하여 속도를 계산하고, 이를 통해 이동 경로와 현재 위치를 추정한다.
지표물을 이용한 상세 측위해도에서 확인할 수 있는 여러 목표물(등대 등)을 동시에 볼 수 있을 때, 눈과 나침반을 이용하여 선위를 구하는 방법으로, 주로 "방위선"이나 "중시선"을 활용한다.
이러한 방위선이나 중시선을 두 개 이상 그으면 선들이 만나는 교점이 생기는데, 이 교점이 바로 현재 선박의 위치, 즉 선위가 된다.
3. 2. 항법
해상 항해에서 항해사가 해결해야 할 세 가지 주요 문제는 다음과 같다.
다양한 항법 기술이 이러한 문제를 해결하기 위해 사용된다.
지문 항법해안의 주목할 만한 지점(등대, 곶, 부표 등)의 방위와 거리를 관측하여 선박의 위치를 파악하는 항법이다. 관측은 시각적 수단(펠로러스), 수평 각도 관측(육분의) 또는 전자적 방법(레이더에서 라콘, 트랜스폰더 등까지의 방위)을 통해 이루어진다.
추측 항법선박의 위치를 초기 위치, 방위각(절대 방위각, 표면 방위각, 또는 상대 방위각), 속도 등의 요소를 고려하여 분석적으로 결정하는 방법이다. 또한 바람(선회각) 및/또는 해류(해류의 방위와 시간당 해류 세기)와 같이 항로에 영향을 미치는 외부 요인도 고려한다. 이렇게 계산으로 얻은 지점을 "추측 항법 위치"라고 하며, 해당 위도와 경도를 갖는다. 이 지점을 환상의 지점이라고도 한다.
등각 항법 (록소드롬 항법)
럼 라인을 따라 항해하는 방법으로, 모든 자오선과 같은 각도로 교차하는 항로를 따른다. 메르카토르 도법을 따르는 해상도에서 록소드롬(등각 항로)은 직선으로 표시된다. 이러한 유형의 항법은 비교적 짧은 거리에 유용하며, 항로를 일정하게 유지할 수 있다는 장점이 있지만,[18] 최단 거리를 제공하지는 않는다.
대원 항법두 지점 사이의 최단 거리인 대원을 따라 항해하는 방법이다. 이 항로는 지구상의 두 지점 사이의 가장 짧은 경로를 제공한다.[18] 두 지점 사이의 방위각과 거리를 계산하려면 원점, 목적지 및 극점을 꼭지점으로 하는 구면 삼각형을 풀어야 한다.[19]
천문 항법천구 위치 결정 기술을 사용하여 별과 다른 천체를 관측하여 배의 위치를 파악하는 항법이다. 위치를 찾기 위해 측정되는 변수는 육분의로 측정된 별의 지평선 위 각도 높이(과거에는 아스트롤라베 또는 다른 기기로 측정)와 크로노미터로 측정된 시간이다.
개념적으로, 이 과정은 다음과 같다.
실제로 관측 결과를 "환산"하는 수학적 과정은 초보자에게 복잡할 수 있다. 육분의로 관측된 높이에는 대기 굴절, 시차 및 기타 오류를 보정하기 위해 일련의 보정을 적용해야 한다. 이 작업을 수행한 후에는 수학적 및 삼각법적 방법을 사용하여 구면 삼각법을 풀어야 한다. 이를 수행하는 방법은 많으며, 수동 방식은 계산을 용이하게 하기 위해 표(삼각법, 로그 등)를 사용한다. 20세기 말 계산기 및 컴퓨터의 도입으로 계산이 크게 용이해졌지만, GPS의 출현으로 천문 항법의 중요성이 줄어들면서 선상 전자 장비의 고장 시 대안적 방법이나 과학적 관심의 취미로 여겨지게 되었다.
위성 항법GPS, GLONASS, 또는 갈릴레오와 같은 전 지구 측위 시스템에서 제공하는 정보를 기반으로 선박의 위치를 파악하는 기술이다. 오류 발생 가능성에도 불구하고 가장 널리 사용되고 사용하기 쉬운 시스템이다.
관성 항법선박에 탑재된 가속도계 및/또는 자이로스코프가 제공하는 데이터를 분석하여 선박의 항해 및 위치를 파악하는 방식이다. 복잡한 전자 시스템이 감지하는 가속도를 통합하여 속도(3가지 가능한 변위 축)로 변환하고, 이를 통해 관찰된 항로에 따라 선박의 위치를 얻을 수 있다.
4. 항해 계기
항해에 사용되는 측정기, 계기류, 항법 장치를 통틀어 항해 계기라고 부른다.
전통적으로 천문 항법에서는 천구 위치 결정 기술을 사용하여 별이나 다른 천체를 관측해 배의 위치를 파악했다. 이때 육분의 (과거에는 아스트롤라베 등)로 별의 지평선 위 각도 높이를 측정하고, 크로노미터로 시간을 측정했다. 관측 시간을 알면 항해력 데이터를 이용해 별의 천문 좌표를 결정할 수 있고, 관측된 높이와 결합하여 관측자의 위치를 추론할 수 있다. 실제 계산 과정은 대기 굴절, 시차 등을 보정하고 구면 삼각법을 풀어야 하므로 복잡할 수 있다. 계산기와 컴퓨터의 발달로 계산이 쉬워졌으나, GPS의 등장으로 천문 항법은 주로 비상시 대안이나 취미로 여겨진다.
현대에는 위성 항법이 널리 쓰인다. GPS, GLONASS, 갈릴레오와 같은 전 지구 측위 시스템(GNSS)의 신호를 받아 선박의 위치를 파악하는 방식이다. 사용하기 쉽고 가장 널리 쓰이지만, 오류가 발생할 가능성도 있다. 2008년경에는 거의 모든 선박이 GPS 장치를 갖추게 되었다. GPS 위성 사용이 일반화되면서, 과거 사용되던 데카(일본에서 2001년 4월 1일 운용 정지)나 로란 C(일본에서 2015년 2월 1일 운용 정지) 등은 점차 사라졌다. 자기 컴퍼스는 비상시 육분의와 함께 여전히 사용된다. GPS 위치 정보는 DGPS(Differential GPS)를 통해 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
관성 항법 장치(INS)는 선박에 탑재된 가속도계나 자이로스코프의 데이터를 분석하여 위치를 추정한다. 측정된 가속도를 적분하여 속도를 계산하고, 이를 통해 항해 경로에 따른 선박의 위치를 파악한다.
선박용 레이더는 주로 S 밴드(3GHz, 파장 10cm)와 X 밴드(9GHz, 파장 3cm) 두 종류의 펄스 레이더를 사용한다.
| 구분 | 주파수/파장 | 특징 | 장점 | 단점 |
|---|---|---|---|---|
| S 밴드 | 3GHz / 10cm | 장거리 탐지 | 탐지 거리가 김 | 분해능 낮음 |
| X 밴드 | 9GHz / 3cm | 고분해능 | 분해능 높음 | 우천 시 감쇠, 해면 난반사 영향 받기 쉬움 |
S 밴드는 탐지 거리가 길지만 분해능이 낮고, X 밴드는 분해능이 높지만 날씨나 해수면 상태에 영향을 받기 쉽다. 이 때문에 대형 선박에서는 탐지 거리가 긴 S 밴드와 분해능이 높은 X 밴드 레이더를 함께 사용하여 서로의 단점을 보완하는 경우가 많다. 레이더 안테나는 보통 안테나 마스트 등 선박의 높은 곳에 설치된다. 선수부의 구조나 화물 적재 상태 때문에 전방 시야가 가려지는 경우, 선수나 선미에 별도의 레이더 안테나를 추가로 설치하기도 한다.
- '''ARPA''' (Automatic Radar Plotting Aids, 자동 레이더 플로팅 보조 장치): 탐지된 물표 정보를 기억하여 이동 방향과 항적을 레이더 화면에 표시하는 기능이다.
- '''AIS''' (Automatic Identification System, 자동 선박 식별 장치): 반경 약 15nmi~42nmi 범위 내 선박들끼리 선명, 크기, 위치, 침로, 속력 등의 정보를 자동으로 주고받는 시스템이다. 2002년부터 국제 항해에 종사하는 일정 크기 이상의 선박에는 AIS 장착이 의무화되었다.
GPS로 얻은 위치 정보는 ECDIS (Electric chart display and information system, 전자해도 정보 표시 장치)를 통해 더욱 효과적으로 활용된다. ECDIS는 CD-ROM이나 IC 메모리 카드에 담긴 항해용 전자해도(ENC) 데이터와 GPS 위치 정보, 레이더 정보 등을 통합하여 화면에 표시한다. 이를 통해 주변 해도 정보, 자선 위치 표시, 자동 항로 유지, 항적 기록, 각종 경보(항로 이탈, 위험 수역 접근 등), 기상 및 해상 정보 제공 등 다양한 항해 지원 기능을 수행한다. 위험 수역 경보 기능 덕분에 항해사는 해도 확인에 시간을 뺏기지 않고 전방 경계에 집중할 수 있어 항해 안전성이 높아진다. 과거에는 번거로웠던 해도 수정 작업도 데이터 업데이트를 통해 간편하게 이루어진다.[20] 국제수로기구(IHO)에서 ENC 표기법을 통일했다. 1995년 일본 해상보안청이 세계 최초로 ENC 정보를 제공하기 시작했고, 다른 선진국들도 뒤따랐지만, 일부 개발도상국에서는 데이터 구축이 미흡하여 전 세계 모든 해역을 ECDIS만으로 항해하기는 아직 어렵다. 동아시아 지역에서는 일본이 수로 정보 정비를 주도하고 있다. ENC 데이터는 주로 영국과 노르웨이 등에서 유상으로 제공되며, 암호화된 데이터를 구매하여 사용하고 최신 정보는 인터넷으로 업데이트한다.[21]
자이로스코프는 한 번 설정된 방향을 계속 유지하려는 성질을 이용해 항로 결정에 사용되는 장치이다. 특히 지구 자전과 자이로 효과를 이용하여 스스로 북쪽을 찾아 방위를 지시하고 유지하는 자이로컴퍼스가 널리 쓰인다. 과거에는 물리적인 팽이 회전을 이용하는 방식이 많았으나, 점차 레이저 링 방식이나 광섬유 방식 등 더 정밀하고 소형화된 자이로스코프로 대체되고 있다. 하지만 자이로컴퍼스와 달리 일반적인 자이로스코프는 스스로 방위를 수정하는 능력이 없으며, 두 방식 모두 정전 시에는 작동하지 않으므로 자침(자기 컴퍼스)과 함께 사용하도록 규정되어 있다. 자이로스코프는 시간이 지남에 따라 오차가 누적될 수 있어 주기적인 수정이 필요하며, 자동 조타 장치와 기능적으로 밀접하게 연관되어 함께 구성되는 경우가 많다.
로그(Log)는 선박의 물에 대한 속력을 측정하는 장치이다. 유압식 로그는 피토관의 압력을 이용하고, 전자식 로그는 물의 전자기 유도 현상을 이용하여 속력을 측정한다. 하지만 로그는 해류의 영향을 받아 오차가 발생할 수 있어, GPS가 보편화된 이후에는 GPS로 계산한 대지 속력(SOG, Speed Over Ground)을 더 많이 활용하는 추세이다.
도플러 소나는 선저에서 전후 방향으로 초음파를 발사하여 반사파의 주파수 변화를 측정한다. 이를 통해 해저면까지의 거리가 가까우면 지면에 대한 속력(대지 속력)을, 멀면 물에 대한 속력(대수 속력)을 측정할 수 있다. 측면으로 초음파를 발사하면 항구의 안벽 등과의 거리를 측정하는 데 사용되기도 한다.
음향 측심기(에코사운더)는 선저에서 아래 방향으로 초음파를 발사하여 해저에서 반사되어 돌아오는 시간을 측정함으로써 선저에서 해저까지의 깊이(수심)를 알아내는 장치이다.
자동 조타 장치(오토파일럿)는 자이로컴퍼스나 다른 항법 장치로부터 정보를 받아 설정된 침로(항로)를 유지하도록 자동으로 타를 조작하는 장치이다. 하지만 바람이나 조류에 의해 배가 옆으로 밀리는 현상(횡류)에는 대응하지 못하며, 다른 선박을 회피하는 기능도 없으므로, 자동 조타 장치 사용 중에도 항상 함교(브리지)에서 사람이 직접 주변 상황을 감시하고 필요시 수동으로 조작해야 한다.
참조
[1]
위키낱말사전
Navigation, Nautical, Naval
[2]
웹사이트
15.1 The Earliest Ships and Sailors — The Outline of History by H. G. Wells
https://outline-of-h[...]
2023-01-20
[3]
문서
More than a thousand "concave ships" arriving on the beaches of Troy, bad fortune of the navigator Ulysses and the expertise of the "Argonauts" — among whom is the builder of the ship that bears his name, Argus
[4]
문서
Ships from Tyre supplied King Solomon with goods from distant places, including Tarshish — Tartessos — to the same destination a Phoenician ship was carrying Jonah, until the crew threw him into the sea when they blamed him for the storm that threatened to sink them.
[5]
웹사이트
New Perspectives on Phoenician Sailing
http://www.metmuseum[...]
2023-01-20
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