현재 GPS를 비롯한 전 세계 인공위성항법 시스템(GNSS)이 전자항법 시스템의 ‘게임 체인저’로 부상했다. 지구 상공에는 미국의 GPS, 중국의 BeiDou, 러시아의 GLONASS 및 유럽연합의 Galileo 시스템 등, 일명 인공위성항법 시스템 GNSS 항법 위성 100여 개가 작동 중이며, 우리나라에서도 무려 20여 개의 항법 위성을 동시에 관측할 수 있다. GNSS는 정밀한 3차원 위치와 속도 및 시각 정보를 지구상 어느 곳에서나 실시간으로 얻을 수 있다. 따라서 GNSS는 육·해·공 항법 체계는 물론 현대전의 무기체계 게임체라 일컫는 무인기 및 미사일 등의 진화를 이끌어왔다.
본 서적은 40여 년 가까이 GPS를 연구하고 전자항법 강의를 해온 교수와 실무와 교육현장에서 경험이 많은 항법 교수들이 중지를 모아 저술된 전자·인공위성 항법 기본 서적으로, 선박, 해양, 항공, 구조, 교통, 물류 및 통신 등의 산·학·관·군 분야에 종사하는 관계자들의 교양 및 참고 도서이다.
머리말
제1장 항해학이란 무엇인가?
1. 과거와 현재의 항해학 개념
2. 항해학의 문제와 기본용어
3. 위치결정 방식의 유형
4. 항해(항법) 기술의 유형
5. 측량과 내비게이션
6. 항법시스템의 기본 파라미터
7. 항해학의 분류
8. 사용자의 항법 정확도 요구수준 추세
9. 국제 항법기구 소개
제2장 항해학의 역사
1. 개요
2. 항해학의 기원
3. 헬레니즘 시대와 로마 제국
4. 중세시대와 15~16세기
5. 17세기와 18세기
6. 19세기부터 21세기까지
7. 항법시스템과 인공위성항법의 미래
제3장 지구, 위치좌표 및 측지계
1. 지구타원체와 지구의 모양
2. 항해학의 기초용어
3. 위치결정에 이용되는 좌표계와 측지계
4. 인공위성 항법 시스템의 측지계
제4장 전파의 기본 이론 및 안테나
1. 전파의 기본 이해
2. 전파의 전계, 자계 및 파동
3. 전파의 일반적인 성질
4. 주파수, 파장 및 사이클
5. 전파의 편파(Polarization)
6. 전파의 성질과 전파항법
7. 전자파 스펙트럼과 전파항법
8. 전파의 전파(퍼짐)의 이해
9. 전파 전파(Propagation)의 형태와 전파통로에 따른 전파분류
10. 전리층 전파(Ionospheric Propagation)
11. 대류권 전파(Tropospheric Propagation)
12. ...주요 주파수 대역별 특성
13. 지상파와 가시거리 전파의 항법 및 통신응용
14. 전자항법과 안테나
15. 안테나의 종류
16. 안테나의 특성
17. 안테나 이득과 지향성
18. 주요 안테나의 특성
제5장 전파를 이용한 위치측정 원리와 항법시스템의 오차
1. 전파를 이용한 위치측정 원리
2. 항법시스템의 오차
제6장 레이더 원리
1. 개요 및 개발역사
2. 작동 개념
3. 펄스 레이더 시스템의 주요기능과 작동원리
4. 레이더 탐색방법
5. 레이더 정보의 결정원리
6. 레이더 상수(Radar System Constant)
7. 기본 레이더 거리방정식
8. 레이더 단면적(RCS: RADAR Cross Section)과 이득(Gain)
9. 최소 수신전력(민감도)과 레이더 최대 탐지거리
10. 레이더기술의 발전과 미래
제7장 해상에서의 레이더의 성능
1. 빛과 전파의 수평선 거리
2. 레이더파의 굴절 현상
3. 레이더 장비의 탐지능력과 수평선 거리
4. 수평빔폭과 방위분해능
5. 물표의 형상과 재질에 따른 반사파
6. 레이더파의 그늘(Shadow Effect)
7. 영상의 방해현상과 거짓상
8. 레이더 항법 주의사항
제8장 지상파 항법 방식
1. 개요
2. 중파무선표지
3. 쌍곡선항법 방식
4. eLoran이란 무엇인가
제9장 인공위성항법 GNSS 및 GPS
1. 인공위성이란?
2. GNSS란 무엇인가?
3. GNSS의 분류
4. GPS란 무엇인가
5. GPS의 SA와 GNSS 특성
6. GNSS/GPS의 활용 및 정확도 표준화
7. GNSS/GPS 해양분야 표준화
8. 미연방정부 전파항법 정확도 기준
제10장 GPS의 위치결정 원리와 오차
1. 개요
2. 의사거리(Pseudo Range) 측정
3. 반송파 비트 위상 측정(Carrier Beat Phase Measurement)
4. 의사거리를 이용한 절대위치 결정원리
5. 선형화에 의한 3차원 항법해
6. 반송파 위상측정에 의한 상대위치 결정원리
7. GPS 위성항법의 위치 오차 요소
8. GPS L1 C/A 상용 수신기의 정밀도
제11장 GPS의 위성의 신호 변조 및 복조
1. 개요
2. 반송파 신호
3. 의사잡음신호(PRN: Pseudo Random Number 또는 PN)
4. GPS 신호의 함수 표시
5. GPS의 신호의 송신, 수신, 변조 및 복조와 스펙트럼 확산 통신방식
6. GPS 신호 해독
제12장 중국 · 러시아 · 유럽 등의 GNSS
1. 중국의 BeiDou/COMPASS
2. 러시아의 GLONASS
3. 유럽연합의 GALILEO
4. 일본의 QZSS와 GPS 통합위성항법
제13장 DGPS와 DGNSS 시스템
1. DGPS와 DGNSS란 무엇인가?
2. DGNSS의 오차보정치 전송방법
3. DGNSS의 기선거리
4. DGPS 보정 데이터 전송 RTCM 메시지 포맷
5. DGPS 시스템의 구성 방식
6. DGNSS 위치결정 절차
7. 전 세계 주요 DGPS/DGNSS 시스템
8. MSAS-DGPS
9. GBAS형 DGPS
10. USCG형 DGPS와 한국의 DGPS
11. GPS/GNSS와 DGPS/DGNSS의 특징 요약
12. DGPS/DGNSS 전망
제14장 ECDIS와 ENC
1. 전자해도표시장치(ECDIS)와 전자해도(ENC)
2. 주요 용어 정의
3. ECDIS 및 ENC 개발현황
4. ECDIS 탑재기준 및 요건
5. ECDIS 구조 및 제원
6. ECDIS의 기능
7. ECDIS 정보와 연결 장비
8. 전자해도(ENC)
9. ECDIS 오류와 올바른 사용
제15장 동적위치결정(DP) 시스템의 원리와 응용
1. 개요
2. 수중음파와 DP시스템의 위치측정
3. 음파를 이용한 거리와 방위각 측정
4. 수동소나와 능동소나
5. 음향측심장치
6. DP선의 위치결정 방식
7. 전파를 이용한 위치결정 시스템
부록
1. AIS란 무엇인가?
2. VDR이란 무엇인가?
3. GPS 한계성과 대응
영문약어집
참고문헌
찾아보기
고광섭 [저]
해군사관학교 졸업 한국해양대학교 대학원 항해학과 졸업(공학석사) 미국 Clarkson대 대학원 전자공학과 졸업(공학박사) 현 국립목포해양대학교 해군사관학부 교수, 해군사관학교 명예교수 주요 연구분야: 전자항법, 인공위성항법, 이순신 해전
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