연근해 어선에서 사용되는 저가이면서 고정도의 GPS 컴퍼스는 위성 신호의 차단 및 선박이 고속 선회시 선수방위의 산출이 불안정해지는 문제점을 지니고 있어 전자자기 컴퍼스를 이용하여 안정된 선수방위 검출이 가능하도록 고안한 하이브리드 GPS-전자자기 컴퍼스를 시작(試作)하여, 그 성능을 평가하고 고찰한 결과는 다음과 같다. 스텝모터를 이용한 선회각속도별 실험에서 GPS 컴퍼스는 선회각속도 25˚/sec 이하에서는 1회/sec 씩 0.1˚ 단위로 안정된 선수방위를 검출하였으나, 그 이상의 선회각속도에서는 선수방위를 검출하지 못하였다. 한편, 전자자기 컴퍼스는 선회각속도에 상관없이 항상 선수방위를 나타내었으나, 컴퍼스 오차를 내포하고 있어 GPS 컴퍼스에 비해 정밀도는 낮음을 알 수 있었다. 고정점과 차량으로 이동 중에 하이브리드 GPS-전자자기 컴퍼스의 선수방위 정보를 출력한 결과, GPS 컴퍼스가 정상적으로 작동한 경우에는 GPS 컴퍼스의 선수방위 정보가 출력되고, 그렇지 못할 경우에는 선수방위 정보가 출력되고, 그렇지 못할 경우에는 전자자기 컴퍼스의 선수방위에 컴퍼스 오차를 가감하여 출력됨으로써 선수방위가 안정적으로 제공되었다. 또한, GPS 컴퍼스와 전자자기 컴퍼스에 의한 선수방위의 유사성을 검증하기 위하여, 두 데이터의 이동거리에 대한 선수방위를 이용하여 공분산분석을 행한 결과, 두 컴퍼스의 선수방위는 95%의 신뢰수준으로 유사성이 검증되었다.

本 硏究에서 試驗制作한 電子컴퍼스는 3軸磁氣센서와 傾斜角센서, 그리고 光자이로센서로 構成하였으며, 이들 각 센서의 出力特性과 性能 및 自差補正의 精度를 확인한 結果는 다음과 같다. 1) 3軸 磁氣센서의 出力特性은, X軸에서 측정된 磁界는 cos커브, Y軸에서는 -sin 커브, 그리고 Z軸에서는 그 값이 일정하게 나타나고 있어서 3軸 磁氣센서로서의 기능이 충분하다고 사료되며, 이때 出力電壓으로부터 算出된 地磁氣의 水平成分 H와 垂直成分 V는 각각 H=33.2μT, V=23.95μT였다. 2)光자이로 센서를 電動回轉台에 고정시키고, 시계방향으로 10˚/sec, 20˚/sec, 30˚/sec의 속도로 회전시켰을 때, 光자이로센서의 出力과 回轉角度와의 관계는 모두 일정한 값으로 비례함을 알 수 있다. 3) 補正前 自差는 磁界에 의해 誘導되고 있기 때문에, 최대 -25˚까지 크게 나타나고 있으나, 포와숀 補正法을 이용한 補正後의 자差는 ±2˚ 범위 이내로 補正前에 비하여 自差가 현저히 작게 나타나고 있어서, 이번 硏究에서 試驗制作한 電子컴퍼스로 自動自差修正이 가능함을 확인할 수 있었다.

최근 개발되고 있는 전자자기 컴퍼스를 이용한 소형어선의 항행자동화시스템을 구축하기 위한 기초 연구로서, 부두에 계류된 선박에서 각종 장비의 가동 시켰을 때 나타나는 컴퍼스 오차 변화를 측정하여 비교 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 목선에서 85kW의 집어등을 점등하였을 때, 조타용 자기컴퍼스는 7˚편서되었고, 전자자기 컴퍼스는 13˚~16˚ 까지 편서되는 것으로 나타났다. 2. FRP 어선에서 13OkW의 집어등을 점등하였을때, 전자자기 컴퍼스는 19˚~23˚ 까지 편동되는 것으로 나타났다. 3. 강선에서 225kW의 전력으로 각종 장비를 가동 시킬 때, 가동전과 비교하여 컴퍼스 오차의 차분은 조타용 자기 컴퍼스에서는 13˚ 편서되고, 전자자기 컴퍼스는 상갑판에서는 68˚ 편서되었고, 선수루 갑판과 조타실 및 컴퍼스갑판에서는 각각 16˚, 32˚, 20˚ 편동되어 나타났다. 4. 소형어선의 항행자동화시스템에 전자자기 컴퍼스를 활용하기 위해서는 선박내에서 사용하는 각종 장비에 의해 발생하는 컴퍼스 오차를 측정하여 적절하게 수정하여 사용해야 할 것으로 판단된다.

In order to secure accuracy and effectiveness of the electromagnetic compass as information sensor for ship's head up bearing with gyro compass, magnetic compass and electromagnetic compass on the sea and on the dock in land.The results obtained were as follows;1. Between the Northeast and the southsouthwest the deviation on ship's head up bearing on electromagnetic compass got easterly deviation with max. 53℃on the East and between the Southwest and the Northnortheast westerly deviation with max. 34℃ on the Northwest, of which values were not able to be corrected due to the angle excess of deviation adjustment.2. The varies of deviation seemed to have a tendency to increase easterly deviation on the Northeast and the East, easterly deviation after westerly deviation between the South and the Northwest, small one on the North and the Southeast.3. The varies of deviation of ship were larger than the one of around the dock, were extreme on the bow of forecastle deck and were stable on the ship's center line of compass deck at the dock in land.

In recent years, navigational and fisheries instruments are rapidly advancing. Especially data processing. data transferring and data interchange throughout the digital signals has been in high progress. Even though the ship's heading is also provided by a gyro-compass, an electro-magnetic compass studying by us currently is easy to issue adequate data to instruments requiring the information for the ship's heading. especially in small fishing boats. As the main element of the electro-magnetic compass is a three-axis magnetic sensors, the developing of the high performance sensor is in highly necessity in the beginning. This paper describes on the development of electro-magnetic compass of three-axis fixed type by using three-axis detection new type magnetic sensor without gimbals. even though usual electro-magnetic compass have to need necessarily a gimbal system in order to keep horizontal condition of the compass.

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.