KR101288260B1 - 비행체 관제 시스템 - Google Patents

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Abstract

비행체 및 지상 관제소에 설치된 지상 관제장치를 포함하는 비행체 관제 시스템이 개시된다. 본 발명의 비행체 관제 시스템은 비행체에 GPS 수신기를 탑재하여 GPS 수신기에 의하여 산출된 비행체의 위치정보를 지상 관제소로 전송하고, 지상 관제소는 그러한 GPS 위치정보에 기초하여 비행체의 위치를 파악하여 비행체의 안전한 착륙을 유도하는 것이기 때문에 저가 및 소형으로 구현할 수 있고, 또한 설치 및 이동을 용이하게 할 수 있으며, 좁은 장소에도 용이하게 설치할 수 있어 적응성이 뛰어나다. 따라서, 본 발명의 비행체 관제 시스템은 장소가 협소하고 장애물이 많은 산악지형에 배치되는 헬기용 지상 관제소에 특히 적합하게 적용될 수 있다.

Description

비행체 관제 시스템{Flight Vehicle Control System}
본 발명은 비행체 관제 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 비행체에 GPS 수신기를 탑재하여 GPS 수신기에 의하여 산출된 비행체의 위치정보를 지상 관제소로 전송하고, 지상 관제소는 그러한 GPS 위치정보에 기초하여 비행체의 위치를 파악하여 비행체의 안전한 착륙을 유도하는 비행체 관제 시스템에 관한 것이다.
현재 사용되는 항공기 관제 시스템은 지상 관제소에서 레이더를 이용하여 항공기의 위치를 알아내고 이것을 디스플레이 장치에 표시하여 관제사가 항공기를 비행장으로 정밀하게 유도하여 항공기가 안전하게 비행장에 착륙할 수 있게 하는 것이다. 이러한 항공기 관제 시스템을 운영하기 위해서는, 고가의 장비가 필요하고 운용인력이 많이 필요하다. 또한 이러한 항공기 관제 시스템은 넓은 장소를 확보할 수 있는 고정익 항공기를 운영하는 비행장 및 일부 헬기 비행장에서 운영되고 있지만, 회전익 비행기를 운영하는 많은 비행장에는 그 장소의 협소성으로 인하여 사용되지 못하고 있는 실정이다.
특허공개 제2004-0106921호(2004. 12. 20. 공개)는 공중충돌방지 시스템을 개시하고 있고, 특허공개 제2007-0063254호(2007. 06. 19. 공개)는 항공용 네비게이션 장치 및 방법을 개시하고 있으며, 특허공개 제2011-0059132호(2011. 06. 02. 공개)는 내비게이션 단말기 및 이를 이용한 경로 정보 안내 방법을 개시하고 있다. 이러한 특허문헌들은 고정익 항공기 또는 회전익 항공기(헬리콥터) 항행용 내비게이션 장치를 제안하고 있을 뿐이고, 헬기(헬리콥터)를 위한 비행체 관제 시스템에 관한 제안은 아직까지 없었다.
이에, 본 발명의 목적은 저가 및 소형으로 구현이 가능하고 이동 및 설치가 용이하며 설치에 장소적 제한을 받지 않는, 특히 헬기에 적합한 비행체 관제 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비행체 관제 시스템은 비행체 및 지상 관제소에 설치된 지상 관제장치를 포함한다. 여기에서, 상기 비행체는 위도, 경도 및 고도를 포함하는 비행체 위치정보를 산출하는 GPS 수신기, 및 상기 GPS 수신기가 산출한 상기 비행체 위치정보를 비행체 고유식별코드와 함께 상기 지상 관제장치로 전송하는 비행체 위치정보 송신기를 포함하는 비행체 관제장치를 가지고, 상기 지상 관제장치는 상기 비행체 관제장치의 상기 비행체 위치정보 송신기에 의하여 전송된 상기 비행체 위치정보를 수신하는 비행체 위치정보 수신부, 상기 비행체 위치정보를 화면 상에 표시하는 디스플레이부, 및 관제사가 착륙하려고 하는 상기 비행체를 비행장으로 정밀유도하여 상기 비행체가 안전하게 비행장에 착륙하게 하기 위하여, 수신된 상기 비행체 위치정보를 연속적으로 상기 디스플레이부에 표시하도록 정보처리를 수행하는 제어부를 포함한다.
상기 지상 관제장치는 상기 비행체로부터 발생하는 음향을 검출하여 상기 비행체의 위치정보를 산출하는 음향벡터센서를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 지상 관제장치의 상기 제어부는 상기 비행체로부터 상기 위치정보가 수신되지 않거나 비정상적인 값으로 수신되는 경우에는 상기 음향벡터센서에 의하여 수신된 상기 비행체 위치정보를 상기 디스플레이부 상에 표시하는 것이 바람직하다.
상기 비행체 관제장치는 착륙시 지면 또는 지면 상에 있는 장애물과의 거리를 측정하는 레이더 거리측정기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 비행체 관제장치의 상기 비행체 위치정보 송신기는 다른 비행체로부터 전송되는 비행체 위치정보를 수신하는 비행체 위치정보 송수신기이고, 상기 비행체 관제장치는 상기 다른 비행체로부터 수신한 비행체 위치정보에 기초하여 상기 다른 비행체의 위치를 연속적으로 디스플레이부에 표시하는 내비게이션 장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 내비게이션 장치는 상기 다른 비행체가 미리 정해진 거리 이하로 근접하는 경우에 충돌발생가능성이 있음의 경보를 발생하고, 또한 착륙모드의 화면으로서, 상기 비행체의 현재 위치와 상기 지상 관제소가 위치하는 비행장의 착륙지점의 수평적 위치관계를 보여주는 수평화면부와 상기 비행체의 현재 위치와 상기 비행장의 착륙지점의 수직적 위치관계를 보여주는 수직화면부를 상기 디스플레이부에 구현하는 것이고, 상기 수평화면부는 상기 비행장 및 상기 비행체의 위치를 포함하는 영역을 지도로 표시하고, 상기 지도 상에 상기 비행체가 착륙하는 경로가 표시되고, 상기 지도 상에 또는 여백 상에 위도, 경도 및 고도의 위치정보, 및 비행체가 진행하는 방향각이 표시되며, 상기 수직화면부는 상기 비행체의 위치와 상기 비행장의 착륙지점을 잇는 경사진 사선을 표시하고, 상기 수직화면부의 여백에는 지면 선과 상기 경사진 사선이 이루는 강하각, 및 단위시간당 비행체의 고도 강하 비율을 나타내는 강하율이 표시되는 것이 바람직하다.
상기 비행체는 헬리콥터인 것이 바람직하다.
본 발명의 비행체 관제 시스템은 비행체에 GPS 수신기를 탑재하여 GPS 수신기에 의하여 산출된 비행체의 위치정보를 지상 관제소로 전송하고, 지상 관제소는 그러한 GPS 위치정보에 기초하여 비행체의 위치를 파악하여 비행체의 안전한 착륙을 유도하는 것이기 때문에 저가 및 소형으로 구현할 수 있고, 또한 설치 및 이동을 용이하게 할 수 있으며, 좁은 장소에도 용이하게 설치할 수 있어 적응성이 뛰어나다. 따라서, 본 발명의 비행체 관제 시스템은 장소가 협소하고 장애물이 많은 산악지형에 배치되는 헬기용 지상 관제소에 특히 적합하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 비행체 관제 시스템의 개략적 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 비행체 관제 시스템에서 사용되는 비행체 관제 장치에서 비행체 위치정보의 생성 및 송신 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 비행체 관제 시스템에서 사용되는 지상 관제장치의 디스플레이부에 표시되는 화면을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 비행체 관제 시스템에서 사용되는 지상 관제장치에서 비행체에 의하여 발생하는 음파를 검출하여 비행체의 위치정보를 생성하고 송신하는 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 비행체 관제 시스템에서 사용되는 지상 관제장치에서 수신된 비행체 위치정보에 대하여 정보처리를 하는 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 비행체 관제 시스템에서 사용되는 비행체 관제 장치에서 채용되는 내비게이션 장치의 디스플레이에 표시되는 착륙모드 화면을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 비행체 관제 시스템에서 사용되는 비행체 관제 장치에서 채용되는 내비게이션 장치의 디스플레이에 표시되는 항행모드 화면을 예시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 비행체 관제시스템(10)은 비행체에 장착되는 비행체 관제장치(100)와 지상 관제소에 설치되는 지상 관제장치(200)를 포함한다. 본 발명이 적용되는 비행체는 특별히 한정되지는 않지만, 특히 헬리콥터가 바람직하고, 경비행기에도 본 발명이 적용될 수 있다.
비행체 관제장치(100)는 GPS 수신기(110), 비행체 위치정보 송수신기(120), 레이더 거리측정기(130) 및 내비게이션 장치(140)를 포함한다.
GPS 수신기(110)는 비행기, 선박, 자동차 등에 장착되어 세계 어느 곳에서든지 인공위성을 이용하여 자신의 위치를 정확하게 알 수 있게 하는 장치이다. 위치정보는 GPS 수신기와 3개 이상의 위성에 의하여 정확한 시간과 거리를 측정하여 3개의 각각 다른 거리를 삼각 방법에 따라서 현재 위치를 정확하게 계산함으로써 얻어진다. 현재 3개의 위성으로부터 거리와 시간 정보를 얻고 1개 위성으로부터 오차를 수정하는 방법이 널리 쓰이고 있다. 이러한 위치정보는 위도, 경도 및 고도의 3차원 위치에 대한 정보이다. 속도는 시간에 대한 위치의 순간변화율이므로, GPS 수신기는 속도도 정확하게 산출할 수 있다.
비행체 관제장치(100)에서 GPS 수신기(110)에 의하여 산출된 비행체 위치정보는 비행체 위치정보 송수신기(120)에 의하여 지장 관제장치(200)로 전송된다. 더욱 구체적으로, 도 2를 참조하여, 비행체 위치정보 송수신기(120)에서의 과정은 다음과 같다. 즉, GPS 수신기(110)에 의하여 산출된 비행체 위치정보는 비행체 위치정보 송수신기(120)에 의하여 수신되고(단계 S100), 이러한 비행체 위치정보는 비행체 고유식별코드와 합쳐져서 전송 데이타로 생성되고(단계 S200), 생성된 전송 데이타는 확산대역통신 반송주파수에 실려 변조신호로 생성되며(단계 S300), 이러한 신호는 송신 안테나를 통해 지상 관제장치(200)로 전송된다(단계 S400).
지상 관제장치(200)는 비행체 관제장치(100)가 전송한 변조신호를 수신하여 비행체 위치정보를 재생하여 정보처리를 한 후 처리된 정보를 화면에 표시한다. 이를 위하여 지상 관제장치(200)는 비행체 위치정보 수신부(210), 제어부(230) 및 디스플레이부(240)를 포함한다. 지상 관제장치(200)는 또한 음향벡터 센서(220)를 포함한다.
먼저 지상 관제장치(200)에서 비행체 위치정보 수신부(210)는 비행체 관제장치(100)가 전송한 변조신호를 수신한 후 복조과정을 수행하여 비행체 위치정보 및 비행체 고유식별코드를 재생한다. 이렇게 재생된 비행체 위치정보 및 비행체 고유식별코드는 제어부(230)로 전송된다. 제어부(230)는 관제사가 착륙하려고 하는 비행체를 비행장으로 정밀유도하여 비행체가 안전하게 비행장에 착륙하게 하기 위하여, 수신된 비행체 위치정보를 연속적으로 디스플레이부에 표시하도록 정보처리를 수행하고, 디스플레이부(240)는 제어부(230)의 명령에 따라 해당 내용을 화면에 표시한다.
도 3에는 본 발명의 비행체 관제 시스템에서 사용되는 지상 관제장치의 디스플레이부에 표시되는 화면이 예시되어 있는데, 이러한 화면은 기존의 항공기 관제시스템에 적용되는 것과 다르지 않다. 본 발명이 기존의 항공기 관제시스템과 다른 점은 기존의 항공기 관제시스템은 지상 관제소에서 레이더를 사용하여 전파를 생성하여 송신한 후 그 전파가 항공기들에 부딪힌 후 반사된 전파를 검출하여 항공기들의 위치를 파악하는 것인 반면에, 본 발명은 지상 관제소는 비행체의 위치를 파악하기 위하여 어떠한 전파도 발사시키지 않으며, 비행체가 GPS 수신기를 사용하여 자신의 위치정보를 생성한 후 이것을 자신의 고유식별코드와 함께 지상 관제소로 전송함으로써 지상 관제소가 비행체의 위치를 파악하는 것이다. 따라서, 제어부(230)의 정보처리 과정은 기존의 항공기 관제시스템에서 적용하는 방식으로 수행될 수 있다. 즉, 그러한 정보처리 과정은 도 3에 도시된 바와 같이, 착륙할 비행장의 위치에 비행장을 표시하게 하는 처리과정, 비행체를 해당 위치에 점 또는 다른 기호로 표시하게 하는 처리과정, 비행체가 착륙할 위치와 비행체의 위치를 잇는 착륙경로를 안내하는 선을 표시하게 하는 처리과정, 위도, 경도 및 고도로 구성된 위치정보, 착륙지점에 대한 비행체의 방향각, 지면과의 거리 등을 표시하게 하는 처리과정 및 그러한 과정의 처리를 위하여 필요한 연산 등이 포함된다.
한편, 본 발명이 기존의 항공기 관제시스템과 다른 점은 비행체가 GPS 수신기를 사용하여 자신의 위치정보를 생성한 후 이것을 자신의 고유식별코드와 함께 지상 관제소로 전송함으로써 지상 관제소가 비행체의 위치를 파악한다는 점에 더하여, 지상 관제소에 설치되는 지상 관제장치(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 음향벡터센서(220)를 더 가지고 있고, 이러한 음향벡터센서(220)에 의하여 보충적으로 비행체 위치정보를 파악한다는 것이다.
음향벡터센서는 음원에서 발생한 음향을 검출하여 음원의 위치를 파악하는
장치로서 다수개의 마이크로폰(음향센서)에 의하여 수신된 음파를 비교, 분석하여 음원의 위치를 산출하는 장치이다. 따라서, 이러한 음향벡터센서는 다수개의 음향센서와 음향센서에 의하여 검출된 음파를 비교, 분석하여 음원의 위치를 산출하는 제어부를 포함하는 것으로 이해할 수 있다. 이러한 음향벡터센서는 통상적으로 잘 알려져 있다. 본 발명에서 채용되는 음향벡터센서(200)는 비행체에서 발생하는 음향, 예를 들어 비행체의 엔진 소리 또는 헬기의 프로펠러 소리를 검출하여 비행체의 위치를 산출한다.
한편, 본 발명에서는 비행체가 음파의 속도에 비하여 무시할 수 없는 속도로 움직이기 때문에 지상 관제소에서 음파의 검출시에 산출된 비행체의 위치는 정확하지 않게 된다. 따라서, 비행체의 속도에 기초하여 비행체의 위치는 보정되어야 한다. 이러한 과정이 도 4에 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 먼저 음향벡터센서(200)는 비행체로부터 발생된 음향(음파)을 검출한다(단계 S100). 음향벡터센서(200)는 위에서 설명한 바와 같이, 검출된 음파로부터 얻은 정보에 기초하여 음원(비행체)의 위치를 산출한다(단계 S200). 이때, 음원의 속도 및 음향벡터센서(200)와 음원 간의 거리도 산출한다. 음원의 속도는 시간에 대한 위치의 변화율이므로 쉽게 산출할 수 있다. 다음으로 음파가 음원으로부터 음향벡터센서(200)에 도달하는데 걸리는 시간을 계산한다(단계 S300). 음파 도달 시간은 음향벡터센서(200)와 음원 간의 거리를 음파의 속도로 나누면 얻을 수 있다. 온도에 따른 음파의 속도는 일반적으로 알려져 있다.
비행체는 음파의 속도에 비하여 무시할 수 없는 속도로 움직이기 때문에 위에서 산출한 음원의 위치는 정확하지 않다. 즉, 음파 도달 시간 동안에 음원은 그 속도로 움직였기 때문에 처음 산출된 음원의 위치는 보정되어야 한다. 따라서, 음향벡터센서(200)는 음파 도달 시간 동안 음원의 속도로 음원이 이동한 거리 벡터를 처음 산출한 위치 벡터에 더하는 보정을 수행하여 보정된 음원의 위치 벡터를 산출한다(단계 S400). 이때 산출된 위치 벡터는 음향벡터센서(200)의 특정점을 원점으로 하는 상대적 좌표계를 기준으로 한 좌표값으로 지정될 수 있고, 이렇게 산출된 위치 벡터는 지구상에서 통상적으로 사용되는 위도, 경도 및 고도로 된 위치정보로 변환하여 표현된다. 그렇게 보정된 비행체의 위치정보는 도 1에 도시된 바와 같이, 제어부(230)로 전송된다.
다음으로 도 5를 참조하여 제어부(230)에서 비행체로부터 수신한 비행체 위치정보와 음향벡터센서(220)에 의하여 산출된 비행체 위치정보를 사용하는 과정을 설명한다.
먼저, 제어부(230)는 비행체로부터 비행체 위치정보를 수신하였는지 여부를 판단한다(단계 S100). 만약 비행체로부터 비행체 위치정보를 수신하지 못하였다면, 다음으로 음향벡터센서로부터 비행체 위치정보를 수신하였는지 여부를 판단한다(단계 S200).
만약 음향벡터센서로부터 비행체 위치정보를 수신하지 못하였다면, 그것은 비행체가 지상 관제소 근처에 접근하지 않았음을 의미하므로 지상 관제장치가 수행할 처리는 없으므로 아무런 처리 없이 작업은 종료된다.
반면에 음향벡터센서로부터 비행체 위치정보가 수신되었다면, 그것은 비행체가 지상 관제소 근처에 접근하였음을 의미하고 비행체가 지상 관제소가 있는 비행장에 착륙을 요청한다면 그에 필요한 유도작업을 수행하여야 함을 의미한다. 그리고 비행체가 지상 관제소에 근접하였음에도 불구하고 비행체로부터 위치정보를 수신받지 못하였다는 것은 현재 비행체와 지상 관제소 사이에 산악지형과 같은 장애물이 위치하여 지상 관제소에서 비행체로부터 발신된 전파를 수신할 수 없는 상태임을 의미한다. 따라서, 그러한 경우에는 제어부(230)는 음향벡터센서로부터 수신된 비행체 위치정보를 선택하고(단계 S300), 그 비행체 위치정보를 디스플레이부에 표시하도록 제어명령과 함께 디스플레이부에 전송한다(단계 S600).
한편, 만약 비행체로부터 비행체 위치정보를 수신하였다면, 다음으로 비행체로부터 수신된 비행체 위치정보의 범위가 정상적인 수신범위에 해당하는지 여부를 판단한다(단계 S200). 비행체에 장착된 위치정보 송수신기(120)는 그것의 성능으로 인하여 그 전파가 도달할 수 있는 거리가 제한된다. 예를 들어, 비행체 위치정보 송수신기(120)가 10km 정도까지 그 전파를 유효하게 전송할 수 있다면, 그 범위를 벗어나는 위치에 있는 지상 관제소에서는 그 비행체의 비행체 위치정보를 수신할 수 없다. 그런데 지상 관제소에서 수신한 비행체 위치정보가 거리 10km를 벗어나는 위치이라면 그것은 비행체에 장착된 GPS 수신기(110) 또는 비행체 위치정보 송수신기(120)의 오동작에 기인하는 것이거나 아니면 지상 관제장치(200)의 비행체 위치정보 수신부(210)의 오동작에 기인할 가능성이 높다. 비행체 위치정보의 범위가 지상 관제소에서 수신받을 수 있는 범위에 해당하지 않는다면, 비행체로부터 수신한 비행체 위치정보는 사용할 수 없는 것이므로, 단계 S200으로 이행하게 된다.
비행체로부터 수신한 위치정보의 범위가 지상 관제소에서 수신받을 수 있는 범위에 해당한다면, 제어부(230)는 비행체로부터 수신된 위치정보를 선택하고(단계 S500), 그 비행체 위치정보를 디스플레이부에 표시하도록 제어명령과 함께 디스플레이부에 전송한다(단계 S600).
도 1을 다시 참조하면, 본 발명의 비행체 관제시스템(10)에서 비행체 관제장치(100)는 레이더 거리측정기(130)를 가진다. 레이더 거리측정기(130)는 전파를 하방향으로 발사시키고 지면에서 반사된 전파를 검출하여 비행체와 지면 간의 거리를 측정하는 장치이다. 이러한 레이더 거리측정기(130)의 사용에 의하면, 비행체의 하방에 위치하는 지면의 소정 범위에 대해서는 지면의 형상, 즉 지면의 굴곡도를 알 수 있게 된다. 따라서, 이러한 레이더 거리측정기(130)는 비행체가 착륙할 때 사용되어 착륙시 지면과의 거리를 비행체의 조종사에게 알려줌으로써 안전한 착륙을 도모하는 것이다. 지상 관제소에 설치되는 지상 관제장치(200)는 지상 관제소가 있는 비행장 및 그 주위의 지형을 저장하고 있어 비행체의 착륙을 유도하는 관제를 할 때 그러한 정보를 이용할 수 있으나, 비행체는 그러한 정보를 가지고 있지 않으므로 이용할 수 없다. 물론 지상 관제장치(200)가 비행체에게 그러한 정보를 전송하여 주면 비행체도 그러한 정보를 이용할 수 있으나, 비행체의 착륙시에 불필요한 과도한 통신이 이루어지는 것은 사고의 원인이 될 수 있어 바람직하지 않다. 따라서, 레이더 거리측정기(130)는 특히 흐린 날씨에 비행체가 착륙할 때 유용하게 활용될 수 있다.
비행체 관제장치(100)에서 비행체 위치정보 송수신기(120)는 자신의 비행체 위치정보를 지상 관제장치(200)의 비행체 위치정보 수신부(210)로 전송하는 것일 뿐만 아니라 다른 비행체로부터 전송되는 비행체 위치정보를 수신하는 것이기도 하다. 비행체 관제장치(100)는 또한 내비게이션 장치(140)를 포함한다. 이러한 내비게이션 장치(140)는 비행체 위치정보 송수신기(120)로부터 자신의 비행체 및 다른 비행체의 위치정보를 수신하고, 또한 레이더 거리측정기(130)로부터 지면과의 거리를 수신하고, 그것들을 연속적으로 디스플레이부에 표시하는 장치이다.
내비게이션 장치(140)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 착륙모드와 항행모드로 구분되어 작동될 수 있다. 디스플레이부에 의하여 구현되는 착륙모드의 화면은 수평화면부와 수직화면부를 포함하여 구성된다. 수평화면부는 비행체의 현재 위치와 지상 관제소가 위치하는 비행장의 착륙지점의 수평적 위치관계를 보여주는 것이고, 수직화면부는 비행체의 현재 위치와 비행장의 착륙지점의 수직적 위치관계를 보여주는 것이다.
수평화면부는 비행장 및 비행체의 위치를 포함하는 영역을 지도로 표시하고, 지도 상에 비행체가 착륙하는 경로가 표시된다. 지도 상에 또는 여백 상에 위도, 경도 및 고도로 구성된 위치정보, 비행체가 진행하는 방향각이 표시된다. 여기에서 비행체 진행 방향각은 비행장의 활주로의 방향을 연장한 가상선과 비행체가 진행하는 방향을 연장한 가상선이 이루는 각도를 나타낸 것으로서, 비행장의 활주로의 방향을 연장한 가상선과 일치되게 비행체가 활주로 방향으로 진행하는 경우 방향각은 360도 또는 0도로 설정하고 활주로 방향 가상선보다 오른쪽으로 치우친 경우 0도에서 값이 증가하여 360도까지 이르게 된다. 따라서, 방향각이 355도인 경우에는 활주로 방향 가상선보다 왼쪽으로 치우친 정도가 5도에 해당하는 것이다. 이러한 방향각은 착륙시 안정상의 이유로 정한 지면과의 거리 이상에서 정해진 오차범위 내에서 활주로 방향 가상선과 일치되어야 한다. 그렇지 못한 경우 비행체는 착륙지점 상을 선회하여 활주로 방향 가상선과 일치되도록 활주로로 접근하는 착륙시도를 다시 하여야 한다.
수직화면부는 비행체의 위치와 비행장의 착륙지점을 잇는 경사진 사선을 표시하고, 또한 지면 선을 표시한다. 수직화면부의 여백에는 지면 선과 경사진 사선이 이루는 강하각 그리고 단위시간당 비행체의 고도 강하 비율을 나타내는 강하율이 표시된다. 이 때 비행체와 지면 간의 거리도 함께 표시되며, 비행체의 속도도 표시된다.
이와 같은 내비게이션 장치(140)의 착륙모드 기능에 의하여 비행체의 조종사는 악천후와 같은 악조건 상황 속에서도 착륙지점에 안전하게 착륙할 수 있게 된다.
내비게이션 장치(140)는 항행모드의 화면에는 비행체의 위치를 포함하는 영역을 지도로 표시하고, 그 지도 상에 비행체를 표시하며 또한 다른 비행체들도 표시한다. 이때, 화면 상에 표시된 비행체들에 대한 정보, 예를 들어, 비행체 고유식별번호, 고도, 속도, 및 비행체 진행 방향각이 비행체들 표시와 함께 표시될 수 있다. 비행체 진행 방향각은 지도에 표시된 또는 목적으로 하는 비행장의 활주로 방향 연장 가상선에 대하여 위에서 설명하는 바와 같은 방식으로 설정되는 것이거나, 해당 비행체에서 정북 방향을 0도 또는 360도 방향각으로 설정하고 그에 대한 상대적 방향각으로 설정되는 것일 수 있다.
내비게이션 장치(140)는 항행모드에서 그리고 착륙모드에서도 다른 비행체가 미리 정해진 거리 이하로 근접하는 경우에 충돌발생가능성이 있음의 경보를 발생하는 것이다. 이러한 경보에 의하여 비행체의 조종사는 항행 중에 충돌의 염려 없이 안전하게 항행할 수 있게 된다.
도 6 및 7에 표시된 거리의 단위 NM은 항해시 사용하는 거리단위로서 노티컬 마일을 의미하며 그것은 1800 미터에 해당한다. 또한 거리는 수평거리를 의미하며, 고도는 수직거리를 의미한다.
10: 비행체 관제 시스템 100: 비행체 관제장치
110: GPS 수신기 120: 비행체 위치정보 송수신기
130: 레이더 거리측정기 140: 내비게이션 장치
200: 지상 관제장치 210: 비행체 위치정보 수신부
220: 음향벡터센서 230: 제어부
240: 디스플레이부

Claims (7)

  1. 비행체 및 지상 관제소에 설치된 지상 관제장치를 포함하는 비행체 관제 시스템에 있어서,
    상기 비행체는 위도, 경도 및 고도를 포함하는 비행체 위치정보를 산출하는 GPS 수신기, 및 상기 GPS 수신기가 산출한 상기 비행체 위치정보를 비행체 고유식별코드와 함께 상기 지상 관제장치로 전송하는 비행체 위치정보 송신기를 포함하는 비행체 관제장치를 가지고, 상기 지상 관제장치는 상기 비행체 관제장치의 상기 비행체 위치정보 송신기에 의하여 전송된 상기 비행체 위치정보를 수신하는 비행체 위치정보 수신부, 상기 비행체 위치정보를 화면 상에 표시하는 디스플레이부, 및 관제사가 착륙하려고 하는 상기 비행체를 비행장으로 정밀유도하여 상기 비행체가 안전하게 비행장에 착륙하게 하기 위하여, 수신된 상기 비행체 위치정보를 연속적으로 상기 디스플레이부에 표시하도록 정보처리를 수행하는 제어부를 포함하고,
    상기 지상 관제장치는 상기 비행체로부터 발생하는 음향을 검출하여 상기 비행체의 위치정보를 산출하는 음향벡터센서를 더 포함하며,
    상기 지상 관제장치의 상기 제어부는 상기 비행체로부터 상기 위치정보가 수신되지 않거나 비정상적인 값으로 수신되는 경우에는 상기 음향벡터센서에 의하여 수신된 상기 비행체 위치정보를 상기 디스플레이부 상에 표시함에 있어서,
    상기 음향벡터센서로부터 수신한 상기 비행체 위치정보에 의하여 비행체 위치벡터를 산출하는 단계, 상기 비행체의 속도 및 거리를 산출하는 단계, 음파가 상기 비행체로부터 도달하는데 걸리는 음파 도달 시간을 산출하는 단계, 상기 음파 도달 시간 동안 상기 비행체의 속도로 상기 비행체가 이동한 거리벡터를 산출하는 단계, 상기 비행체 위치벡터에 상기 거리벡터를 합산하여 비행체 보정 위치벡터를 산출하는 단계를 수행하고, 상기 비행체 보정 위치벡터를 상기 디스플레이부 상에 표시하는 것을 특징으로 하는 비행체 관제 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 비행체 및 지상 관제소에 설치된 지상 관제장치를 포함하는 비행체 관제 시스템에 있어서,
    상기 비행체는 위도, 경도 및 고도를 포함하는 비행체 위치정보를 산출하는 GPS 수신기, 및 상기 GPS 수신기가 산출한 상기 비행체 위치정보를 비행체 고유식별코드와 함께 상기 지상 관제장치로 전송하는 비행체 위치정보 송신기를 포함하는 비행체 관제장치를 가지고, 상기 지상 관제장치는 상기 비행체 관제장치의 상기 비행체 위치정보 송신기에 의하여 전송된 상기 비행체 위치정보를 수신하는 비행체 위치정보 수신부, 상기 비행체 위치정보를 화면 상에 표시하는 디스플레이부, 및 관제사가 착륙하려고 하는 상기 비행체를 비행장으로 정밀유도하여 상기 비행체가 안전하게 비행장에 착륙하게 하기 위하여, 수신된 상기 비행체 위치정보를 연속적으로 상기 디스플레이부에 표시하도록 정보처리를 수행하는 제어부를 포함하고,
    상기 비행체 관제장치는 전파를 하방향으로 발산시키고 지면에서 반사된 전파를 검출하여 착륙시 지면 또는 지면 상에 있는 장애물과의 거리를 측정하는 레이더 거리측정기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비행체 관제 시스템.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 비행체 관제장치의 상기 비행체 위치정보 송신기는 다른 비행체로부터 전송되는 비행체 위치정보를 수신하는 비행체 위치정보 송수신기이고, 상기 비행체 관제장치는 상기 다른 비행체로부터 수신한 비행체 위치정보에 기초하여 상기 다른 비행체의 위치를 연속적으로 디스플레이부에 표시하는 내비게이션 장치를 더 포함하고,
    상기 내비게이션 장치는 상기 다른 비행체가 미리 정해진 거리 이하로 근접하는 경우에 충돌발생가능성이 있음의 경보를 발생하고, 또한 착륙모드의 화면으로서, 상기 비행체의 현재 위치와 상기 지상 관제소가 위치하는 비행장의 착륙지점의 수평적 위치관계를 보여주는 수평화면부와 상기 비행체의 현재 위치와 상기 비행장의 착륙지점의 수직적 위치관계를 보여주는 수직화면부를 상기 디스플레이부에 구현하는 것이고, 상기 수평화면부는 상기 비행장 및 상기 비행체의 위치를 포함하는 영역을 지도로 표시하고, 상기 지도 상에 상기 비행체가 착륙하는 경로가 표시되고, 상기 지도 상에 또는 여백 상에 위도, 경도 및 고도의 위치정보, 및 비행체가 진행하는 방향각이 표시되며, 상기 수직화면부는 상기 비행체의 위치와 상기 비행장의 착륙지점을 잇는 경사진 사선을 표시하고, 상기 수직화면부의 여백에는 지면 선과 상기 경사진 사선이 이루는 강하각, 및 단위시간당 비행체의 고도 강하 비율을 나타내는 강하율이 표시되는 것임을 특징으로 하는 비행체 관제 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 비행체는 헬리콥터인 것을 특징으로 하는 비행체 관제 시스템.
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