항공기 위치 탐지 시스템

HOME제품항공기 위치 탐지 시스템

항공기 위치 탐지 시스템 (ADS-B System)

ADS-B는 항공기 식별, 위치, 고도, 속도 및 기타 추가적인 데이터 등 항공기 탑재 항법 시스템과 위치 파악 시스템을 통해 얻은 데이터를 데이터 링크를 통해 자동적으로 제공하는 감시 기술입니다. ICAO에서 ADS-B 데이터링크로 Mode S 데이터링크에 기반을 둔 1090ES(확장 스퀴터) 와 UAT (범용접속 송수신기)로 제안되었으며, 1090ES는 운송용 항공기 감시시스템으로 활용되고, UAT는 미국에서 18,000피트 이하의 일반항공기에 채택되어 다중방송서비스를 지원하고 있습니다.

(1) UAT 시스템 개요

UAT (Universal Access Transceiver: 범용 접속 데이터통신)는 ADS-B 데이터링크 기술 중 뒤늦게 개발되었으며, ADS-B 와 지대공 데이터 방송 기능을 지원하도록 설계되었습니다. UAT는 항공기와 지상기반의 데이터 방송 애플리케이션을 지원하여 감시 기능 및 주변상황인식능력 (Situational Awareness)을 향상 할 수 있도록 최적화 되었습니다. UAT는 UHF주파수 대역인 978MHz를 사용하며, 광대역 데이터링크로 단일 채널로 운용되며 데이터 전송률은 약 1Mbps/sec 정도입니다. 매체 접속방식은 1초 단위의 프레임을 두 부분(Segment)으로 시분할하여 다중접속을 가능합니다. 개별 프레임의 전반부는 기상기반 방송서비스(TIS-B, FIS-B)에 할당되며 후반부는 ADS-B용으로 할당됩니다.

자동종속감시-방송(ADS-B)는 항공기의 식별부호, 위치, 속도, 방향 등의 데이터를 주기적으로 알려주는 시스템으로 항공기 조종사 및 관제사들에게 탁월한 업무환경을 제공하는 최첨단 항공 위치 탐지 시스템입니다.
교통정보서비스-방송(TIS-B)는 ADS-B장비가 장착되지 않은 항공기에 대해서 ADS-B가 장착된 항공기에게 감시 데이터를 제공하기 위한 지상기반 서비스입니다.
비행정보서비스-방송(FIS-B)는 국가공역시스템과 국제공역에서 더 안전하고 효율적으로 운용하기 위해 조종사에게 필요한 경보(주의보) 정보, 비제어의 지대공 방송입니다. FIS는 조종사에게 필요한 기상정보 (METAR: 항공정기기상정보, TAF:공항예보 등), 특별사용공역정보, 비행제한통보, 기타정보를 제공합니다.

ADS-B System

[ADS-B 데이터링크 비교(UAT vs 1090ES)]

spec
구분 UAT(Universal Access Transceiver) 1090ES(Extended Squitter)
분류 항공정보통신시설 항행안전무선시설
데이터링크 적용 일반 항공기(미국) 운송용 항공기(전세계)
국제기술기준 ICAO Annex 10. Vol.3
ICAO Doc 9861
RTCA DO-282B
ICAO Annex 10. Vol.4
RTCA DO-260B
EUROCAE ED-129
배경 1090MHz약점을 극복하기 위해, 미국 MITRE사에서 기반 기술로 개발(97~98)
2차 감시레이더 개선 및 충돌방지 시스템 기술 패널이 중심이 되어 정의됨 (2000년 표준화 제정)
2000년부터 FAA 알래스카 CAPSTONE 프로그램에 사용
서비스 ADS-B / TIS-B / FIS-B ADS-B
주파수 978 MHz 1090 MHz
다중접속 랜덤액세스 랜덤액세스
데이터 전송률 1.04 Mbps 1 Mbps
대역폭 1.3 MHz 11 MHz
장점 - 양방향 서비스 지원
- 원거리 통달범위(수신감도 : -94dBm)
- 오류정정 기능(R-S Code 사용)
- 페이딩(수신전파의 세기와 위상에 변화가 생김)현상에 강함
- Mode A/C 비해 CRC(오류검출) 기능이 강함
- 기존 Mode S(ES) 트랜스폰더 사용
- 수신 감도(-88dBm)
단점 - 신규 탑재장비 필요
- 국내주파수 확보 필요
- 현재는 양방향 서비스가 지원 안됨
- 대역폭이 넓음
- 제한된 성장 잠재력
- 과도한 FRUIT

(2) UAT 시스템 구성

UAT 지상국은 UAT탑재장비가 장착된 항공기로부터 송출된 ADS-B 방송신호를 주기적으로 수신하며, 이 수신된 메시지는 항공기의 현재 위치, 고도, 속도 벡터, 콜사인에 관한 정보를 가지고 있습니다. 지상국은 데이터를 디코딩해서 표준 ASTERIX 포멧으로 변환하고, 네트워크를 통해서 ADS-B 서버로 전달하여 항공감시에 활용됩니다.

ADS-B 서버는 UAT지상장비에서 수신한 ADS-B 감시자료를 병합, 필터링, 변환 처리를 수행하여 감시 데이터를 생성하고, 이를 항공상황, 현시를 위한 ADS-B 모니터링 시스템으로 전송하는 역할을 합니다.

TIS-B 서버는 ADS-B 서버와 ATM에서 수신한 감시자료를 저장하고 ASTERIX CAT062 형식으로 변환하여 ADS-B모니터링 시스템, UAT지상국으로 전송하는 기능을 가지고 있습니다.

FIS-B 서버는 FIS-B Provider로부터 수신한 자료를 저장하고 응용 프로토콜 데이터 형식의 FIS-B Product로 변환하여 ADS-B 모니터링 시스템, UAT 지상국으로 전송하는 기능을 가지고 있습니다

UAT 시스템 구성도

성능 검증 체계

차세대 항공 감시용 ADS-B 시스템의 주요 기능/성능 규격은 다음과 같습니다.

[ADS-B Equipment (1090ES)]

spec
Reception Range 200NM
Target Capacity 400 simultaneous targets
Latency < 250 ms
Sensitivity -88dBm(90% SMR)
Dynamic Range -85dBm ~ -10dBm
MTBF 87,600 hour
Data Output ASTERIX Cat. 021, Cat. 023, RAW Data
MOPS Compliance RTCA DO-260B, EUROCAE ED-129
Modulation PPM(Pulse Position Modulation)
Frequency 1090MHz (±1MHz)
Mounting 19” Rack Mount
Dimensions(mm) 133.35(H) x 482.6(W) x 450(D)
Weight <12Kg
Input Voltage 100~240VAC, 50/60Hz
Power Consumption 70 watts
Operating Temperature Range -5℃ ~ +45℃
Storage Temperature Range -20℃ ~ +65℃
Humidity 95% at 65℃
Safety Certifications EN55022(class B) Radiated Emission
IEC 60950
Operational Data Ethernet 10/100 base T, UDP IP V4
Remote Control SNMP V2

[ADS-B Equipment (UAT)]

spec
Reception Range 200NM
Target Capacity 500 simultaneous targets
Latency < 250 ms
Sensitivity -96dBm(90% SMR)
Dynamic Range -90dBm ~ -3dBm
Output power 50W(+47dBm)
MTBF 62,360 hour
Data Output ASTERIX Cat. 021, Cat. 023, RAW Data
MOPS Compliance RTCA DO-282B
Modulation Continuous Phase FSK
Frequency 978MHz (±20PPM)
Data rate 1.04Mbps
Dimensions(mm) 133.35(H) x 482.6(W) x 450(D)
Weight <12Kg
Input Voltage 100~240VAC, 50/60Hz
Power Consumption 100 watts
Operating Temperature Range -5℃ ~ +45℃
Storage Temperature Range -20℃ ~ +65℃
Humidity 95% at 65℃
Safety Certifications EN55022(class B) Radiated Emission
IEC 60950
Operational Interface Ethernet 10/100 base T, UDP IP V4
Control Interface SNMP V2