광섬유-자이로(FOG)를 이용한 관성항법시스템 설계와 평가 이론에 관한 기초연구

광-섬유 자이로(Optical-Fiber Gyro, FOG)는 광(즉, 빛)의 경로 차이를 이용하여 이동체의 방위와 자세를 측정하기 위한 것으로, 근본적으로는 빛의 편광 현상과 지구자전 현상을 이용한 것이다. 이러한 FOG는 군사용으로 주로 사용되고 있는데, 최근에는 FPSO와 같은 특수목적 선박은 물론 일반 선박에도 적용하고 있다. 아울러 자율운항선박에서는 기존 기계식 자이로의 유지보수 문제를 해결할 수 있는 하나의 대체 장비로의 적용 역시 고려되고 있고, 그래서 FOG의 국산화는 자율운항선박 국산화 개발에 중요한 하나의 요소이기도 하다. 한편, FOG는 정밀도가 문제인데, 링-레이저 자이로(Ring-Laser Gyro, RLG)와 비교하여 정밀도가 낮지만, 최근에는 많은 성능 개량을 통해서 우수한 정밀도를 나타내고 있다. 아울러, FOG를 이용한 관성항법 시스템은 주로 Strap-down 방식을 적용하여 개발하고 있는데, 이를 위해서는 목적에 적합한 관성항법 공식과 오차 평가가 필요하다. 특히, 군사용으로 적용하기 위해서는 다양한 진동(White noise, Pink noise 등)에 대해서 강인한 특성이 요구되는데, 이를 위해서는 관성항법공식을 이용한 오차평가가 필요하다. 이 연구에서는 현재 국내에서 개발된 FOG를 이용한 관성항법시스템을 개발하기 위한 기초 연구를 수행하였다.