Navigation

[Navigation] RNAV & GPS

HL123 2025. 5. 23. 18:59
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RNAV(Area Navigation) 정의

RNAV(Area Navigation)는 항공기가 지상 항법 시설의 커버리지 범위 내에서 어떤 두 지점 사이도 직접 항행할 수 있게 해주는 항법 방식입니다.

 

즉, Conventional Navigation처럼 하나의 지상 항법 기지에서 다음 기지로 "지그재그" 식으로 이동하는 것이 아니라, RNAV를 통해 임의의 지점까지 직접 이동할 수 있습니다. 이 "다이렉트 투(direct-to)" 기능 덕분에, 항공기는 기존 항로를 우회할 수 있어 더 많은 공역을 활용할 수 있습니다.

 

또한 RNAV는 VOR이나 Localizer 같은 지상 항법 시설이 없는 공항에서도 계기접근이 가능합니다.

RNAV 항로의 시작 : 1970년대

첫 RNAV 항로 차트는 1968년에 등장했습니다. Narco라는 회사가 CLC-60 RNAV 컴퓨터를 출시하면서인데, 이 장비는 기존에 장착된 VOR 및 DME 수신기에서 정보를 받아 분석했습니다.

 

CLC-60 사용법은 다음과 같습니다

 

두 개의 노브(knob)를 통해 "방위각(radial)"과 "거리(distance)"를 설정합니다. 예를 들어, 어떤 VOR 기준으로 남쪽 12마일 지점에 웨이포인트를 만들고 싶다면, 방위각 창에 180도, 거리 창에 12마일을 입력하면 됩니다.

 

표준 VOR 계기와 달리, CLC-60의 눈금 최대 편향은 2마일입니다. 이는 VOR에서 1마일 떨어져 있든, 50마일 떨어져 있든 동일합니다.

 

RNAV 항로는 여러 VOR의 방위각과 DME 정보를 조합하여 생성할 수 있으며, 이를 통해 기존 항법(Victor Airway)보다 훨씬 직선적이고 짧은 항로를 비행할 수 있습니다. 단, VOR과 DME의 Coverage 범위 내에 있어야 합니다.

위성 항법(GPS)

최초의 GPS 위성은 1978년에 미국 국방부에 의해 발사되었으며, 원래는 군용이었습니다. 하지만 1993년, 24개의 GPS 위성이 배치되면서 민간 사용도 가능해졌습니다.

 

GPS는 기본적으로 VOR 기반 RNAV와 유사한 개념으로 작동하며, GPS 신호를 수신할 수 있고 수신기가 정상 작동한다면 임의의 지점 간 항행이 가능합니다.

 

항공기가 3차원 위치(위도, 경도, 고도)를 얻기 위해서는, 동시에 4개의 위성에서 신호를 받아야 합니다. GPS는 거의 항상 사용 가능하고 정확도도 높아, RNAV 항법의 사실상 표준으로 자리 잡았습니다.

FMS(비행 관리 시스템)는 모든 걸 통합한다

FMS(Flight Management System)는 비즈니스 제트기나 항공사 여객기에 장착되어 있으며, 조종사가 비행 경로의 웨이포인트와 계기절차를 입력하면, 자동으로 거리, 항로, 비행시간, 연료 소모량 등을 계산해줍니다.

 

FMS는 주로 GPS를 사용하지만, 그게 전부는 아닙니다.

 

대형 항공기의 FMS는 IRS(관성 기준 시스템)과 연결되어 있으며, 이 시스템은 레이저와 자이로스코프를 사용해 항공기의 자세, 고도, 비행경로를 측정합니다.


또한, 대부분의 FMS는 GPS, IRS, VOR, LOC, DME 등의 정보를 조합하여 정확한 위치 정보를 지속적으로 제공합니다. 어떤 시스템이 불안정할 경우 백업 항법 시스템으로 전환할 수 있습니다.

승인된 RNAV 시스템과 사용 조건

AIM(Aeronautical Information Manual)에 따르면 다음과 같은 시스템이 RNAV 인증을 받을 수 있습니다:

  • 인증된 GPS 수신기
  • 다중 항법 센서를 통합한 FMS
  • DME/DME/IRU 기반 RNAV 시스템
    (이 시스템은 GPS 없이도 운용 가능하며, DME 두 개 이상과 IRS로 위치를 계산합니다.)

그렇다면 RNP는 뭐지?

RNP(Required Navigation Performance)는 정확한 3차원 비행 경로를 비행할 수 있게 해주는 RNAV의 진화형입니다.
RNP의 핵심 차이점은 항공기에 자체 성능 모니터링 및 경고 기능이 있어야 한다는 것입니다.

 

GE Aviation에 따르면, "RNP 값이 0.1까지 가능한 RNP 접근은, 혼잡한 공역, 소음 민감 지역, 또는 험준한 지형에서도 정밀한 3D 곡선 경로를 따라 비행할 수 있게 해줍니다."


이를 위해서는 특수 장비 및 인증이 필요하며, 일반적으로는 항공사나 기업 항공기에서 사용됩니다.

결론: RNAV = GPS일까?

General Aviation에서는 거의 그렇습니다. 기술적으로는 GPS가 RNAV의 하위 항법 방식 중 하나일 뿐이지만, 현실적으로 대부분의 피스톤 항공기 조종석에서는 GPS가 RNAV를 구현하는 가장 흔한 방식입니다.

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