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지상기반 위성항법보강시스템(GBAS) 기술 개발 동향 및 UAM 버티포트 활용 방안
배중원(Bae Joongwon) 한국항공우주연구원 2023 항공우주산업기술동향 Vol.21 No.2
공항 활주로로 접근하는 항공기를 대상으로 정밀접근과 자동착륙 서비스를 제공하는 새로운 항행시스템의 일종으로 위성항법 기술을 활용한 지상기반 위성항법보강시스템(GBAS)가 개발되어 인증받은 장비가 시장에 출시된지 10여년이 지났다. 계기착륙시설(ILS)을 대체하는 급격한 변화는 예상대로 일어나지 않았지만, 세계 유수의 공항에 GBAS 시설이 설치되어 운용되는 사례가 지속적으로 증가하고 있다. 본 논문에서는 2010년대 이후 GBAS 기술의 개발 및 구축 동향을 살펴보고 최근 부각되고 있는 UAM과 AAM에서 GBAS를 활용하는 방안에 대해 고찰해 보고자 한다. It has been more than a decade since Ground-Based Augmentation System (GBAS), a type of new navigation aid that uses satellite navigation technology to provide precision approach and automatic landing services for aircraft approaching airport runways, was developed and certified. While a radical shift to replace the instrument landing system (ILS) has not occurred as anticipated, the number of GBAS installations and operations at the world’s leading airports continues to grow. This paper will review the development and deployment trends of GBAS technology since the 2010s and discuss the emerging use of GBAS in UAM and AAM.
위성항법 지역보강시스템 (GBAS) 기술 개발 및 구축 동향
배중원(Bae Joongwon),전향식(Jun Hyang-Sig),김동민(Kim Dong-Min),염찬홍(Yeom Chan-Hong) 한국항공우주연구원 2011 항공우주산업기술동향 Vol.9 No.2
위성항법지역보강시스템(GBAS)은 터미널 공역에서 활주로까지 항공기를 유도하는 정밀접근서비스와 공항 주위에서 정밀위치정보 서비스를 제공할 수 있는 위성항법 보강시스템 기술이다. DGPS 개념을 활용하여 GPS 단독측위의 정확도와 항법시스템의 신뢰도를 획기적으로 개선하여 항공항법에 활용하기 위한 방편으로, 미국과 유럽에서 1990년대 중반부터 본격적인 개발이 추진되었다. 그러나 상용화 개발에 난항을 겪다가 2010년 9월 마침내 LAAS로 통칭되는 미국 Honeywell사의 SLS-4000 시스템이 미연방항공청(FAA)에 의해 최초로 CAT-I급 제품인증을 받게 되었다. CAT-I급 지상장비의 개발이 마무리되면서, 현재 세계 각국은 CAT-I급 GBAS 시스템의 시범공항 구축과 시범운용을 통해 운용성 검증 작업과 자국에 맞는 인증(approval) 체계 구축에 매진하는 한편, 최종적으로 CAT-II/III급 GBAS 기술개발 선점을 위한 개발 노력을 병행하고 있는 상황이다. 본 논문에서는 전세계 위성항법지역보강시스템 관련 기술개발 현황을 점검하여 향후 기술개발 방향과 활용성을 전망하였다. The Ground-Based Augmentation System (GBAS) is a ground-based augmentation technology that provides aircraft with a precision approach service within an airport and surrounding area. GBAS will be implemented initially as a CAT-I precision landing system. Honeywell GBAS CAT-I System model, SLS-4000 received System Design Approval from FAA in September 2009. Many nations are starting to transition from GBAS research to GBAS implementation, And GBAS prototype stations have been installed internationally in Brazil, Spain, Germany, Italy, France and Australia. Through their GBAS demonstration programs, they are eager to earn the operational technologies and experiences and set up appropriate approval process for each country. This paper presents worldwide activities and trends regarding GBAS research and implementation.
항적 및 풍환경 기반 eVTOL 항공기 비행 안전성 모니터링 기법 개발
배중원(Joongwon Bae),김연실(Younsil Kim),김동우(Dongwoo Kim),구본수(Bonsoo Koo),조암(Am Cho),김태식(Taesik Kim) 항공우주시스템공학회 2023 항공우주시스템공학회 학술대회 발표집 Vol.2023 No.10
eVTOL 항공기는 건물이나 지면 근처에서 비행하는 경우가 많고 운용 공역에 헬기 등의 유인기와 드론과 조우하는 상황이 많아 공중 충돌과 장애물 회피를 방지하는 탑재 및 지상 수단이 필요하다. 이 논문에서는 도심항공교통에 활용되는 eVTOL 항공기의 비행 운용 안전성을 평가하고 모니터링하기 위한 목적으로 항적 기반 및 풍 환경 기반 비행 안전성 모니터링 기법과 시스템을 개발한 결과를 제시한다. 항적 기반 비행 안전성 모니터링을 위해 레이더와 ADS-B 감시 정보를 수신하여 항적을 계산하고 STCA, APW, MSAW, APM 교통 관리 핵심 알고리즘을 변용하여 시스템에 적용하였다. 풍 환경기반 비행 안전성 모니터링 방안으로, 특정 지역을 대상으로 과거 기상 자료를 기반으로 시뮬레이션을 통해 비행경로 주변의 풍 환경 데이터베이스를 구축하고 eVTOL 비행체의 동역학/제어 모델을 적용한 시뮬레이션을 수행하여 특정 지역의 비행 안전성 지표를 최종적으로 DB화하여 시스템에서 활용하는 방안을 적용하였다.
GPS L1 주파수를 이용한 GBAS CAT-II/III 기술(GAST-D) 개발 동향
배중원(Bae, Joongwon),전향식(Jun, Hyang-Sig),염찬홍(Yeom, Chan-Hong) 한국항공우주연구원 2013 항공우주산업기술동향 Vol.11 No.2
위성항법지역보강시스템(GBAS)은 활주로까지 항공기를 유도하는 정밀접근서비스와 공항 주위에서 정밀위치정보 서비스를 제공할 수 있는 위성항법 기술이다. 1990년대부터 개발되어온 GBAS 기술은 상업화에 난항을 겪다가 2009년 9월 미국 하니웰(Honeywell)사의 SLS-4000 시스템이 미연방항공청(FAA)에 의해 최초로 CAT-I급 제품 및 설계 승인을 받게 되었다. 이후 독일, 미국, 호주, 스페인, 브라질, 스위스 등 많은 나라에서 상업 운용 혹은 시스템 평가를 통한 자국의 운영 절차와 인증 프로세스를 확립하기 위해서 CAT-I급 GBAS 시스템을 공항에 설치하고 운영하고 있다. 현재 기술 선도국에서는 CAT-I급 지상시스템의 지속적인 활용을 통한 진보된 운영절차 연구와 병행하여 CAT-II/III급 GBAS 기술연구와 시제품 연구개발에 매진하고 있다. 본 논문에서는 GPS L1 주파수 기반의 GBAS CAT-II/III 시스템 기술인 GAST-D 기술의 특징을 설명하고 미국과 유럽을 중심으로 세계 각국의 관련 기술개발 동향을 조사하여 기술하였다. The Ground-Based Augmentation System (GBAS) is a GNSS augmentation technology that provides aircraft with precision approach service and precise positioning service around airport. GBAS that has been developed by some countries since 1990"s had faced with many difficulties to enter the final stage of commercialization, but at last, Honeywell’s SLS-4000 received GBAS category I (CAT-I) System Design Approval from FAA in September 2009. Since then, many countries, such as Germany, US, Australia, Spain, Brazil and Switzerland had installed the system into their airports and begun operating it for the commercial service or for establishing their operational procedure and certification process through evaluation of the system. And some leading countries are taking their efforts on the research and development of GBAS CAT-II/III technology and the prototype system, in parallel with the study on the advanced operation procedure through the continued application of GBAS CAT-I ground system. This paper presents major features of GAST-D system which is the GBAS CAT-II/III system technology based on GPS L1 frequency, worldwide activities and trends of the related technology research focusing on the US and Europe.
GBAS 지상장비 구축을 위한 지상 및 비행시험 평가에 대한 연구
정명숙,배중원,전향식,Jeong, Myeong-Sook,Bae, Joongwon,Jun, Hyang-Sig 한국항공운항학회 2014 한국항공운항학회지 Vol.22 No.2
After the GBAS ground system installing at the airport, a GBAS ground and flight testing must be conducted to verify functionality and performance of the system. Since Korea has no experience of the GBAS ground system installation, GBAS test and evaluation methods have never been studied so far. Therefore this paper analyzes the test items and methods for the GBAS ground and flight testing based on ICAO documents, FAA flight inspection manual and testing reports of other countries. As a result of the analysis, this paper proposes the GBAS ground and flight testing items in korea, also describes the flight procedures for the GBAS flight testing.