A ship’s position as determined by the observation of celestial bodies is a traditional method with important advantages, such as reliability, independence and a low cost. Global satellite navigation systems, with many outstanding advantages in terms of accuracy and continuity, have become the main method of ship positioning in offshore navigation. Ship positioning using celestial body observation is still a backup method in the event of unusual incidents. Currently, during the daytime, it is only possible to apply the celestial navigation method to determine the ship’s position by observing the altitude of the sun. In order to reduce geometrical errors, this traditional method requires time for a certain change of the azimuth of the sun and therefore depends much on estimated errors and the effects of external conditions. Moreover, the basic requirement of the backup method is to provide a ship position quickly during offshore navigation, without the position being determined by a global satellite positioning system. To overcome the above limitations, the paper proposes a new approach to determine a ship's position by simultaneously observing the altitude and azimuth of the sun. A program for calculating the position of a ship with high reliability and applicability based on the new algorithm is also devised and shown to be highly effective in practice.

The research vessel NARA equipped with an azimuth thruster system was built in 2015. There are few vessels with this propulsion system in Korea. This vessel has two modes such as the normal for maneuvering and the power for investigation, and the other two modes as one axis and two axes on the operating. This type of vessels does not seem to have a clear grasp of the maneuvering character in comparison with the vessel with a conventional propulsion system. So the authors carried out the sea test for the turning, the zigzag and the inclination, and the results are as follows. In turning test, the case of using the two axes mode is much better than the case of using the one axis mode for the elements of turning, such as advance, transfer, tactical diameter and final diameter, but turning hard over the rudder in full speed is very vulnerable to capsize in both modes. In zigzag test, the yaw quicking responsibility index,  is very large excessively, which means a bad counter maneuvering ability, so an operator has to keep in mind that in turning operation. If necessary to avoid collision at head on situation, it may be a more effective method to use the crash astern stop than the turning according to the conditions and circumstances for the shortest stopping distance is very short.

The methods of celestial navigation to fix the ship position in line with the stars are only applied in the twilight time interval when both the celestial bodies and the horizon apppear simultaneously. This means that these methods cannot be used during the night even if the stars are visible. This paper proposes a novel approach which uses the azimuth of the celestial body in order to establish the great circle equation relating the observed body to the ship position when the celestial bodies appear. In addition, the proposed method does not demand the horizon and sextant equipment as with the previous methods. The key advantage which differentiates this method from previous ones is its ability to determine the ship position during the night when the horizon is invisible. Firstly, the vector calculus is applied to find the mathematical equation for the ship position through analyzing the relationship between the ship position and the great-circle azimuth of the observed body. Secondly, the equation system for the ship position is expanded into a standard system in which the input for the proposed mathematical system are the great-circle azimuth and the coordinates of the observed body. Finally, the numerical technique is also proposed to solve the nonlinear system for the ship position. To verify the validation of this proposed method, a numerical experiment is carried out and the results show that it can be applied well in practice.

본 연구는 두꺼운 난류경계층 내에 놓인 구조물의 높이와 방위각이 달라짐에 따라서 나타나는 구조물 주위의 유동특성을 파악하고자 하였다. 구조물 주위의 유동특성을 파악하기 위해 대기경계층 풍동실험을 수행하었다. 구조물의 높이는 3가지로 변화시켰으며, 방위각은 0∼90°까지 변화시켰다. 풍동실험의 레이놀즈수는 각 구조물 높이에 따라 다르게 나타나며 각각의 레이놀즈수는 10.4×104(H1), 29.4×104(H2), 43.2×104(H3) 이다. 연구결과로서 높이와 방위각이 변화함에 따라 모서리에서 발생하는 박리현상이 변화하고 이는 구조물의 표면압력과 섭동압력에 상당한 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었다.

최근 지구물리 물리탐사 분야에서 경사각과 방위각 정보는 시추공 물리검층 및 물리탐사 자료보정을 위한 시추공 편차검층, 이동형 실시간 자료획득 시스템, 기타 지구물리 모니터링 시스템 등 다양하게 활용되면서 그 중요성이 높아지고 있다. 특히 최근 셰일가스의 개발이 가능하게 한 방향시추 기술에서도 경사각과 방위각 정보는 필수일 정도로 그 응용범위가 매우 넓다. 따라서 여러 분야에 응용될 수 있는 경사각과 방위각 측정 시스템의 초소형 옥외 저전력 운용이 절실해졌다. 본 논문에서는 최신 CMOS 저전력, 고성능 MCU 및 멤스(MEMS) 자세방위기준장치(AHRS)를 도입하여 초소형, 저전력으로 제작된 다용도 야외시험용 실시간 경사각과 방위각 연속 측정 시스템 개발 연구의 결과를 제시하고자 한다. 시스템은 최소 지름 42 mm의 존데 내에 설치될 수 있도록 초슬림 형태로 제작되었으며 실시간 데이터 획득이 가능할 뿐만 아니라 엔코더, DGPS 연동으로 운용 확장이 가능하여 다양한 응용이 기대된다.

본 연구는 두꺼운 난류경계층 내에 일정한 간격을 가진 정입방체의 유동특성에 대해 연구이다. 건물주위에 다른 건물이 위치함으로써 본 건물에 미치는 영향을 알아보기 위해 방위각을 0~90o로 변화시키면서 단일모델과 연속적으로 배열된 모델의 표면압력을 측정하였다. 실험은 큐브의 높이h에서 측정한 유속U에 근거한 레이놀즈수 4.6×104, 6.7×104 2가지로 하였다. 연구결과 레이놀즈 효과는 평균압력특성에 거의 영향을 끼치지 않았으며 방위각이 증가함에 따라 전면부에서 표면압력이 감소하고 후면에서는 증가하는 경향이 나타났다. 또한 모서리에서 발생한 유동박리는 큐브상부 뿐만 아니라 측면의 표면압력특성에 상당한 영향을 나타내었다.

본 연구는 히어리 개체군의 분포가 북사면에서 제한적으로 분포하는 요인을 구명하기 위하여 실내 실험 및 전라남도 순천지역의 히어리 자생지에서 생육지(남사면과 북사면) 실험를 대상으로 종자 발아실험과 미기상 환경을 조사하였다. 종자 발아실험은 실내 및 생육 현지에서 실시하였고, 미기상 요인 측정은 히어리가 분포하는 지역과 분포하지 않는 두 지점에 대하여 기온, 지온, 습도, 토양수분 및 광량자를 각각 측정하였다. 히어리의 종자는 사면에 따른 환경에는 영향을 받지 않고 발아되어 종자의 산포 및 발아단계에서 사면의 환경 차이가 제한 요소로 작용하지 않는 것으로 판단되었다. 하지만 발아한 유묘가 정착하는 단계에서 북사면이 남사면에 비해 낮은 온도와 높은 습도를 보여, 북사면이 상대적으로 건조에 취약한 유묘의 정착에 용이한 환경을 제공하는 것으로 조사되었다. 정착단계 이후 개체군의 성립 단계에서는 북사면이 남사면에 비하여 낮은 온도와 높은 습도가 유지되었지만 그 차이는 미미하게 나타나 히어리 개체군의 성립에 있어 발아단계에서 유묘로 정착하는 초기단계에서의 히어리 개체군의 사면적 분포특성에 영향을 미치는 중요한 요인으로 작용함을 파악할 수 있었다.

이동형해상감시레이더는 해안을 따라 이동하며, 해역을 감시하는 기능을 수행한다. 초기 레이더의 방향은 차량의 선수방향으로 정 렬되어 있기 때문에 전개지 이동 후 신속하게 표적의 방위각을 획득하기 위해서는 변경된 차량의 선수방향을 아는 것이 중요하다. 차량의 선 수방위각은 자이로 컴퍼스, GPS 컴퍼스 혹은 전자 컴퍼스로 획득할 수 있다. 그 중에서 전자 컴퍼스는 가격이 저렴할 뿐만 아니라, 부피가 작고, 안정화 시간이 짧아서 빠른 기동성을 요구하는 이동형해상감시레이더에 적합하다. 하지만, 지자계 센서를 사용하다보니 주변 자장의 영 향으로 오차가 발생될 수 있으며, 발생된 오차는 초기 위성의 자동추적을 어렵게 하고, 레이더의 탐지정확도를 떨어뜨린다. 따라서 본 논문에 서는 이동형해상감시레이더 및 정지 위성간의 두 위치좌표로부터 측지학적 역 문제 해석을 통해 기준 방위각을 산출하고 이를 위성 안테나가 실제 지향한 방위각과 비교 산출하여 얻어진 보정값을 레이더에 반영하는 자동보정절차를 제안하고 제안된 방법을 실제 운용 중인 이동형해 상감시레이더에 적용함으로써 운용가능성 및 편리성을 검증하였다.

실내에 있는 노드의 위치를 알려주는 시스템은 여러 유용한 응용에 활용된다. 그 가운데 가장 대중적인 응용이 내비게이션 시스템 이다. 여기서는 노드가 움직이는 방향에 대한 정보를 필요로 한다. 특히 위치 이동에 따른 변화량과 방향에 대한 정보가 실시간으로 제공되어 야 한다. 이 논문에서는 방위각 센서가 작동하지 않는 실내에서 기존의 위치를 파악할 수 있는 시스템을 이용하여 움직이는 노드의 이동 방위 각의 변화량과 변화방향을 정확하게 파악하는 데 효과적인 벡터기반 알고리즘을 제시한다. 기존 알고리즘은 여러 기하학적 계산 단계들을 통 해 이동방향의 변화량을 파악한다. 이 논문에서 제안하는 알고리즘은 벡터를 기반으로 하는 단순한 산술식을 통해 이동 노드의 진행방향의 방위각 변화량을 구하고, 노드가 직전에 이동한 방향에 근거하여 도출된 단순한 수식의 부호값(음 또는 양)에 따라 변화방향을 파악한다. 지 속적으로 이동하는 노드의 변화하는 방위각에 대한 파악이 기존 알고리즘에 비해 신속하고 정확한 결과를 얻을 수 있음을 논리식과 수식으로 증명하였다.