KF-21 보라매 · 심층기술편 #25, KF-21이 길을 잃지 않는 법, INS · GPS · EGI — 재머 시대의 ‘나는 어디에 있는가
KF-21 보라매 · 심층기술편 #25
KF-21이 길을 잃지 않는 법, INS · GPS · EGI
— 재머 시대의 ‘나는 어디에 있는가’
GPS가 꺼져도 한 시간 동안 200m 이내 오차로 비행한다 — 그게 INS의 약속.
| 누가 (Who) | 한화시스템(EGI 통합) · 국산 RLG/FOG 자이로 협력사 · Honeywell·Northrop 일부 참조 라이선스 |
|---|---|
| 언제 (When) | 2018 EGI 사양 확정 → 2021 통합 시험 → 2024 항법 정확도 인증 → Block I 표준 |
| 어디서 (Where) | 기수 아비오닉스 베이 · 자이로·가속도계 + GPS 안테나(상·하) + 항전 컴퓨터 인터페이스 |
| 무엇을 (What) | EGI(Embedded GPS/INS) — INS(관성) + GPS(위성) 일체 + SAASM/M-Code 군용 GPS |
| 왜 (Why) | ① GPS 재머 대응 ② 무장 종말 정밀도 ③ 데이터링크 위치공유 ④ 자체 위치 확신 |
| 어떻게 (How) | INS가 가속도·각속도 적분으로 위치 추정 + GPS로 주기 보정 → 칼만 필터로 융합 → 항법 컴퓨터 출력 |
1 · INS — 외부 신호 없이도 길을 찾는 법
INS(Inertial Navigation System)는 외부 신호를 전혀 받지 않고 자기 위치를 알아내는 장비다. 원리는 단순하다. 가속도와 각속도를 알면, 적분해서 속도와 위치를 알 수 있다. KF-21에는 3축 자이로 + 3축 가속도계가 들어 있다. 자이로는 회전, 가속도계는 직선 운동을 측정한다. 초당 수백 번 측정해 적분하면 위치가 계산된다. 단점은 시간이 지날수록 오차가 누적된다는 점. 그래서 GPS 보정이 필요하다.
2 · 자이로의 진화 — 기계식에서 광학식으로
INS의 핵심은 자이로의 정밀도다. 1세대는 기계식, 2세대는 RLG(Ring Laser Gyro·링레이저 자이로), 3세대는 FOG(Fiber Optic Gyro·광섬유 자이로). KF-21은 RLG 또는 FOG 기반 자이로를 쓴다. 정확도는 시간당 약 0.01° 수준. 즉 한 시간 비행해도 방위 오차가 0.01° 이내, 위치 오차는 약 200m 이내다. 이게 GPS 없이 평양 상공까지 갔다가 돌아올 수 있는 능력의 정체다. 라팔·F-35도 같은 급의 자이로를 쓴다.
EGI 핵심 포인트
- INS 단독: 1시간 비행 후 위치 오차 약 200m.
- INS+GPS 융합(EGI): 오차 약 5~10m 수준 유지.
- SAASM/M-Code 군용 GPS — 민수 재머에 영향 적음.
- Block II에서 국산 항법 위성·다중 위성(BDS·갈릴레오) 융합 검토.
3 · 칼만 필터 — 두 정보를 합치는 마법
INS와 GPS는 둘 다 오차가 있다. INS는 시간이 갈수록 오차가 커지지만 매 순간 매끄럽다. GPS는 정확하지만 가끔 끊긴다. 두 정보를 어떻게 합칠 것인가? 답은 칼만 필터(Kalman Filter)다. 1960년대 NASA 아폴로 계획에서 처음 쓰인 알고리즘으로, “여러 측정값의 불확실성을 가중평균해 최적 추정을 만드는” 수학이다. EGI는 매 초 수백 번 INS 추정과 GPS 측정을 칼만 필터에 넣어 최적 위치를 계산한다. GPS가 끊겨도 INS가 매끄럽게 이어받고, GPS가 돌아오면 즉시 보정된다.
4 · 그래서 — EGI는 KF-21의 ‘나침반과 시계’다
전투기의 거의 모든 기능 — 항법, 무장 투하, 데이터링크 위치 공유, AESA 표적 좌표 변환 — 은 “나는 지금 어디에 있는가”라는 답에서 출발한다. EGI가 흔들리면 모든 게 흔들린다. KF-21이 GPS 없이도 임무를 수행할 수 있다는 사실은 미래 전장에서 가장 큰 보험이다. 다음 편에서는 조종사가 영하 50°C 고공에서도 평온하게 일할 수 있게 해주는 또 다른 보이지 않는 장비, 환경제어시스템(ECS)을 본다.
