SE프로세스를 적용한 UTM 환경의 항법 오차 산출 필요성 검토

구성관,안효정,김도현,Ku, SungKwan,Ahn, Hyojung,Kim, DoHyun 한국항공운항학회 2020 한국항공운항학회지 Vol.28 No.4

This study carries out a basic study of ways to calculate navigation errors for aircraft operating in the unmanned aerial system traffic management(UTM). Recently, research by UTM has been carried out both at home and abroad, along with the initial study of system definitions at the basic stage, operational techniques of the aircraft, and the practicality of the concept of necessary operations at the actual operational stage. This study presented after a review the factors that should be considered for the calculation of navigation errors among the factors that examine whether the actual low altitude aircraft can operate properly within UTM during its actual operation and the need to apply them in practice.

공공용 정보를 이용한 ADS-B 지상 항적 자료 분석

구성관,백호종,Ku, SungKwan,Baik, Hojong 한국항공운항학회 2015 한국항공운항학회지 Vol.23 No.4

In this study, we surveyed analysis of ADS-B ground trajectory data using non-aviation approval public data. For analysis used non-aviation public data and commercial ADS-B receiver. The study result is available using ADS-B ground trajectory data for airfield surveillance on limited range. Also, to confirmed of available using non-aviation public data for aviation research.

심층신경망을 활용한 활주로 가시거리 예측 모델 개발

구성관,홍석민,Ku, SungKwan,Hong, SeokMin 한국항행학회 2017 韓國航行學會論文誌 Vol.21 No.5

안개 등의 영향을 받는 활주로 시정은 비행장에서 항공기 이착륙의 가능 여부를 결정하는 주요 지표중 하나이다. 운송용 항공기가 운항되는 공항의 경우 활주로 시정을 포함한 주요 국지 기상 예보를 시행하며, 이를 항공종사자가 확인할 수 있도록 하고 있다. 본 논문은 최근 영상 처리, 음성 인식, 자연어 처리 등의 다양한 분야에 적용되고 있는 심층신경망을 활주로 시정 예측에 적용하여 국지 비행장의 활주로 시정 예측 모델을 개발하고 이를 활용한 예측을 수행하였다. 적용 대상 비행장의 과거 실제 기상 관측 값을 활용하여 신경망 학습 후 시정에 대한 예측을 수행하였고, 기존 관측 데이터와 비교한 결과 비교적 정확한 예측 결과를 확인하였다. 또한 개발된 모델은 별도의 예보 기능이 없는 해당 비행장에서 참고할 수 있는 기상정보를 생성하는데 사용될 수 있을 것이다. The runway visual range affected by fog and so on is one of the important indicators to determine whether aircraft can take off and land at the airport or not. In the case of airports where transportation airplanes are operated, major weather forecasts including the runway visual range for local area have been released and provided to aviation workers for recognizing that. This paper proposes a runway visual range estimation model with a deep neural network applied recently to various fields such as image processing, speech recognition, natural language processing, etc. It is developed and implemented for estimating a runway visual range of local airport with a deep neural network. It utilizes the past actual weather observation data of the applied airfield for constituting the learning of the neural network. It can show comparatively the accurate estimation result when it compares the results with the existing observation data. The proposed model can be used to generate weather information on the airfield for which no other forecasting function is available.

소형무인항공기 항법시스템오차 시험평가 방법

구성관 ( Sungkwan Ku ),안효정 ( Hyojung Ahn ),주요한 ( Yo-han Ju ),홍석민 ( Seokmin Hong ) 한국항행학회 2021 韓國航行學會論文誌 Vol.25 No.6

최근 무인항공기의 활용 범위와 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, 저고도 무인항공기의 경우 유인항공기와 별개의 관리 체계 개발을 통해 별도의 운영 시스템 구축에 관한 연구가 진행되고 있다. 저고도 무인항공기의 경우도 공역을 비행하는 비행체 이므로 비행체의 운영에 필요한 기술 기준 및 인증 제도의 수립이 필수적이며, 이에 대한 연구도 함께 진행되고 있다. 비행체의 운영기준 및 인증 요건이 제시되는 경우, 이를 확인할 수 있는 시험방법도 함께 제시되어야 한다. 특히, 소형무인항공기의 경우는 비행 중 요구되는 항법의 정확도 수준이 유인항공기 또는 대형 무인항공기 보다 정밀한 비행을 요구하므로, 기존의 비행체 비행에서만 확인할 수 있는 비행 결과 정확도 산출이 아닌 별도의 항법오차의 산출이 필요할 것으로 판단하였다. 본 연구에서는 기존 유인항공기와 다른 장시간의 운영 데이터 획득이 어려운 무인항공기에 적용이 가능한 항법 오차 도출에 관한 시험 방법에 대하여 제시하였고, 실증 시험을 수행하였다. Recently, the range of utilization and demand for unmanned aerial vehicle (UAV) has been continuously increasing, and research on the construction of a separate operating system for low-altitude UAV is underway through the development of a management system separate from manned aircraft. Since low-altitude UAVs also fly in the airspace, it is essential to establish technical standards and certification systems necessary for the operation of the aircraft, and research on this is also in progress. If the operating standards and certification requirements of the aircraft are presented, a test method to confirm this should also be presented. In particular, the accuracy of small UAV’s navigation required during flight is required to be more precise than that of a manned aircraft or a large UAV. It was necessary to calculate a separate navigation error. In this study, we presented a test method for deriving navigation errors that can be applied to UAVs that have difficulty in acquiring long-term operational data, which is different from existing manned aircraft, and conducted verification tests.

항공 통신 기술 : ADS-B 신호를 이용한 ILS 최종접근 구간의 항공기 항적 이격 분포 도출

구성관 ( Sungkwan Ku ),이영종 ( Young Jong Lee ),신대원 ( Daiwon Shin ) 한국항행학회 2015 韓國航行學會論文誌 Vol.19 No.5

ADS-B는 레이더에 비하여 높은 정확도와 빠른 갱신 주기를 제공하여, 레이더를 대체하거나 보완할 수 있는 기술이다. 최근 증가하는 항공교통량과 이에 따른 정확한 감시의 요구에 의하여 ADS-B가 실제 항공기 운영에 적용되고 있다. 본 논문은 항공기가 운항 중 상시 송신하는 ADS-B 신호를 활용한 공한 인근 지역에서 정밀 감시가 가능한지 확인하기 위한 자료 수집과 일부 데이터에 대한 분석을 수행하였다. 이를 위하여 정밀계기 착륙 접근하는 항공기의 ADS-B 항적을 수집하고, 최종접근 구간에서 항적의 분포특성에 관한 분석을 수행하였다. 분석결과 ADS-B 항적은 활주로 중심선 연장선에 대하여 평균 이격 거리 -0.04 m, 표준편차 6.71 이고, 또한 비교적 정확한 감시정보의 제공이 가능함을 확인하였다. ADS-B can provide high accurate position information and faster update rate than Radar system and it is a technique that can supplement or replace the Radar. Recently ADS-B has been applied to the actual aircraft operation because to increase air transportation traffic and required to high accurate surveillance. In this study, we surveyed analysis of position deviation distribution analysis and received actual ADS-B trajectory data for conformed precise surveillance on the near airport area using ADS-B message. For that, we received the precision instrument approach ADS-B trajectory data using instrument landing system, and can analyse about target deviation distribution on the final approach segment about precision instrument approach. The result of analysis is mean distance of target deviation -0.04 m and standard deviation 6.71 on between ADS-B target and extended runway centerline. Also that is to conformed the ADS-B message trajectory available to provide relatively exact surveillance information.

난류 예보 정보의 비교를 통한 항공기 운항중 수직 가속도 측정값 활용

구성관(SungKwan Ku),최영서(YoungSeo Choi),이승표(SeungPyo Lee),원완식(WanSik Won) 한국항공우주학회 2023 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2023 No.11

항공 우주 해상 : ADS-B 메시지를 이용한 충돌 경보 알고리즘에 관한 연구

주요한 ( Yo Han Ju ),구성관 ( Sungkwan Ku ),홍교영 ( Gyo Young Hong ) 한국항행학회 2015 韓國航行學會論文誌 Vol.19 No.5

1990년대 말 미국에서는 미래 자유비행 기술개발 및 시험을 추진하였고, 이에 국내에서도 2017년까지 자유비행을 실현 할 계획을 수립하였다. 자유비행 실현을 위해서는 항공기 간 충돌의 예방을 위해 항공기 분리보증 (separation assurance)이 필수적이다. 현대 대형 민간항공기는 분리보증을 위해 충돌회피장치(TCAS; traffic collision avoidance system) 운영 및 회피 기동 규칙이 있지만 경량항공기는 비용과 공간 문제로 TCAS를 적용하기 어렵기 때문에 이에 대한 대안이 필요하다. 이에 본 논문에서는 저비용으로 경량화 및 소형화되어 구성된 ADS-B 환경 하를 가정하여 소형항공기에 적합하도록 수정하였고 LABVIEW 프로그램으로 시뮬레이션하여 시험해보았다. 시뮬레이션은 국제항공민간기구에서 제시한 항공기 충돌상황에 대하여 수행하였고, 그 결과 TCAS 기준에 따라 경보발령을 100% 수행하였음을 확인하였다. In the end of 1990’s, future free flight technology had been developed and tested in America and government established the plan for free flight until 2017. Aircraft separation assurance must be secured essentially to avoid collision between aircrafts before Free Flight comes true. Now, Civil aircraft has rules about avoidance activity with traffic collision avoidance system (TCAS) but it can`t apply to light aircraft. So there is a need about alternative method to apply light-aircraft because it has space and price problem to use TCAS. In this paper, TCAS algorithm has been modified and verified by simulating with LABVIEW program under ADS-B condition to get miniaturization and weight lighting cheaply. By simulating, collision alert algorithm is analyzed and verified with collision situation proposed by ICAO, and 100% checked for performing the alert announciation on all cases by TCAS standards.

항공로 복선화에 따른 항공기 운항 효율성 분석

박장훈(PARK, Janghoon),구성관(KU, Sungkwan),백호종(Baik, Hojong) 대한교통학회 2013 대한교통학회 학술대회지 Vol.69 No.-

전자장비의 눈부신 발전과 더불어 인공위성의 위치추적기능을 이용한 항공기 항행장비의 발달은 항공관제시스템의 패러다임을 변화시키는 획기적인 원동력으로 작용하고 있다. 특히, International Civil Aviation Organization(ICAO, 국제민간항공기구)가 중심이 되어 추진되고 있는 Performance Based Navigation(PBN, 성능기반항행) 전환사업은 기존의 지상기반(Ground Based) 항행장비에 기 초하여 설계된 항로를 첨단화된 항공기의 성능에 적합한 보다 효율적인 신규 항로로 개편하는 사업으로, 우리나라도 정해진 로드맵 의 일부 공역에서는 이미 새로운 항로를 공포, 운영 중에 있다. 일례로, 그동안 단선으로 설계․운영되어 오던 우리나라 주요 남북항 로인 B576항로(서울-제주 간 연결)는 2012년 6월 28일부터 Y71(하행), Y72(상행) 복선항로로 개편․운영되고 있다. 본 연구에서는, 이러한 복선화 사업의 시행으로 나타난 항공기 운항효율성 향상에서 비롯되는 경제적 편익을 추정하고자 한다. 다른 교통수단과는 달리, 항공교통은 항공기의 항적에 관한 자료가 레이더 장비를 통해 수집․기록되며, 이를 이용한 다양한 형태의 연구가 가능하다는 특성이 있다. 본 연구에서는 B576항로 복선화 전후 수집된 항공기 항적자료를 이용하여, 항로 복선화에 따른 항공기의 운항효율성 을 계량적으로 비교분석하였다. 분석을 위해 항공기 운항속도, 연료소비량를 계량화 지표로 사용되었으며, 이 가운데 연료소비량은 EUROCONTROL이 제공하는 Base of Aircraft Data(BADA) 자료를 활용하여 산정하였다. 더불어, BADA 자료의 국내 적용을 위하 여 실제로 집계된 항공기 연료소비량 자료와 추정된 연료소비량 자료를 비교․평가하는 과정을 거쳤다. 분석결과 B576항로의 복선 화로 인해 항공기 운항속도는 17 knots(약 4.17%) 빨라졌으며, 이로 인한 항공기 운항시간은 1.2분(약 3.55%) 단축된 것으로 나타났 다. 연료소비량 역시 B576항로의 복선화로 항공기당 평균 228.4 kg(약 5.5%) 감소한 것으로 나타났다.

항공교통 성능평가를 위한 핵심성과지표 인과지도

박재우(Jae-Woo Park),구성관(SungKwan Ku),홍혜진(Hye-Jin Hong),박건환(Geon-Hwan Park) 한국항공우주학회 2023 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2023 No.11

Wake Turbulence RECAT을 적용한 활주로 절대 수용량 비교 분석

박정우 ( Jeongwoo Park ),김휘양 ( Huiyang Kim ),구성관 ( Sungkwan Ku ) 한국항행학회 2021 韓國航行學會論文誌 Vol.25 No.6

선행 항공기의 날개 끝단에서 발생하는 후류 요란으로 인해 후행 항공기는 정상적인 운항에 영향을 받을 수 있다. 현재는 항공기 최대이륙중량에 따라 4개의 카테고리로 분류하여, 기준 거리별 항공기 수평 분리를 적용하고 있다. FAA 및 EUROCONTROL을 중심으로 항공기 후류 요란의 크기와 영향이 기존의 거리 분리치보다 더 작다는 것이 연구되었고, 이것을 바탕으로 분리 기준을 7개의 카테고리로 세분화한 규정(RECAT)이 제시되었다. 본 연구에서는 ICAO Doc. 10122의 초안을 이용하여 국내 공항의 RECAT 도입 필요 여부를 확인하고, 활주로 절대 수용량 계산 방법의 하나인 Harris 모델을 이용하여 인천국제공항의 절대 수용량을 산출하였다. 분석 결과 RECAT 도입에 따라 활주로 절대 수용량의 증가가 가능할 것으로 확인되었으며, 계산된 결과 및 계산에 활용한 방법은 국내 공항의 RECAT 도입 검토에 기본 자료로 활용될 수 있을 것이다. The wake turbulence at the wingtip of preceding aircraft may affect the normal operation of following aircraft. Aircraft are classified into four categories according to their maximum take-off weight, and horizontal separation is applied with this category matrix. The FAA and EUROCONTROL revealed that the magnitude and effect of preceding aircraft wake turbulence were smaller than the current distance separation minima suggest. This new information presents the opportunity for revising wake turbulence minima into seven categories (RECAT). This paper confirms the feasibility of implementing RECAT at major airports in South Korea using the draft of ICAO Doc. 10122. The paper also calculates the ultimate runway capacity of Incheon International Airport in South Korea using the Harris Model and comparatively analyzes the amount of runway capacity. As a result of the analysis, it was confirmed that the implementation of RECAT could increase the ultimate runway capacity of Incheon International Airport. This paper's calculation methods and results can be used as primary data for implementing RECAT in other airports.