KR20140092691A - Ads-b 자료를 이용한 항공 감시자료 처리 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

ADS-B 자료를 이용하는 항공 감시자료 처리 시스템이 제공된다. 상기 항공 감시자료 처리 시스템은 항공기가 제공하는 ADS-B 자료 및 레이더가 제공하는 레이더 자료를 이용하여 상기 항공기의 항적을 추정하는 항적 추정부, 상기 항공기의 항적이 미리 결정되는 기준에 따른 정상 항적이 아닌 경우, 상기 ADS-B 자료를 이용한 제1 항적을 계산하고 상기 레이더 자료를 이용한 제2 항적을 계산하는 계산부 및 상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 항공기 식별 정보에 의해 매칭되고, 상기 제1 항적과 상기 제2 항적의 오차가 제1 임계치 이상인 경우 상기 식별 정보를 블랙 리스트에 추가하는 처리부를 포함한다.

Description

ADS-B 자료를 이용한 항공 감시자료 처리 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR AIR SURVEILLANCE DATA PROCESSING USING ADS-B DATA}
항공 감시 자료를 처리하는 시스템 및 방법에 연관되며, 보다 특정하게는 ADS-B 자료와 레이더 자료를 이용하여 항공 관제용 감시 자료를 처리하는 시스템 및 방법에 연관된다.
종래의 SDP에서는 이를 테면, PSR, SSR와 같은 레이더 자료를 이용하여 항공기의 항적 추적을 수행하는 것이 일반적이다. 최근에는 ADS-B 시스템의 도입이 전세계적으로 확대됨에 따라, 상기 레이더 자료와 상기 ADS-B 자료를 활용하여 상기 항공기의 항적 추적을 수행하기 위한 연구가 진행 중이다.
상기 항공기에서 송신되는 ADS-B 자료는 무선 통신으로 ADS-B 지상 스테이션에 전달되며, 이 데이터는 국제 표준 데이터 전송 포맷인 ASTERIX Cat. 021 포맷을 이용하여 항공관제시스템의 감시자료처리시스템(SDP)으로 전송된다. 상기 SDP는 ASTERIX Cat. 021의 포맷으로 전달된 ADS-B 데이터를, 레이더에서 항공기를 감지하여 생성하는 레이더 자료와 연동하여 상기 항공기의 위치 및 속도를 추정하고 이를 관제사들에게 제공한다. 이와 같이, 상기 항공기의 위치 및 속도를 추정한 데이터를 시스템 항적이라고 한다.
그러나, 상기 ADS-B의 자료를 기존의 레이더자료와 비교하는 경우 측정 데이터의 종류와 오차 특성이 판이하다. 특히, 상기 ADS-B로 측정되는 상기 항공기의 위치 및 속도의 오차 특성이 항공기 별로 다르기 때문에, 이를 항적 추적에 적절하게 활용하기 위한 방안이 요구된다.
또한, 신뢰할 수 없는 ADS-B 데이터는 항공 안전에 위험이 될 수 있기 때문에, 신뢰할 수 없는 ADS-B 데이터를 제공하는 항공기의 ICAO 어드레스를 별도의 블랙리스트로 관리할 필요가 있고, 이러한 리스트를 체계적으로 관리하는 것이 요구된다.
일측에 따르면, ADS-B 자료를 이용하는 항공 감시자료 처리 시스템이 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 항공 감시자료 처리 시스템은 항공기가 제공하는 ADS-B 자료 및 레이더가 제공하는 레이더 자료를 이용하여 상기 항공기의 항적을 추정하는 항적 추정부, 상기 항공기의 항적이 미리 결정되는 기준에 따른 정상 항적이 아닌 경우, 상기 ADS-B 자료를 이용한 제1 항적을 계산하고 상기 레이더 자료를 이용한 제2 항적을 계산하는 계산부 및 상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 항공기 식별 정보에 의해 매칭되고, 상기 제1 항적과 상기 제2 항적의 오차가 제1 임계치 이상인 경우 상기 식별 정보를 블랙 리스트에 추가하는 처리부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 항공 감시자료 처리 시스템은 상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 상기 항공기 식별 정보에 의해 매칭되지 않는 경우 상기 제1 항적과 상기 제2 항적의 적어도 하나의 파라미터를 비교하여 상기 제1 항적과 상기 제2 항적을 매칭하는 매칭부를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 매칭부가 상기 제1 항적과 상기 제2 항적을 매칭하는 데에 이용하는 상기 파라미터는 사용자에 의해 설정될 수 있는 값일 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 처리부는 상기 매칭부에 의해 상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 매칭되지 않는 경우 상기 제1 항적에 대응하는 상기 식별 정보를 상기 블랙 리스트에 추가할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 처리부는 상기 매칭부에 의해 상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 매칭되지 않는 경우 사용자의 명령을 수신하여 상기 사용자의 명령이 상기 제1 항적에 대응하는 상기 식별 정보를 상기 블랙 리스트에 추가하는 명령에 대응하는 경우에 상기 식별 정보를 상기 블랙 리스트에 추가할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 항공기 식별 정보는 ICAO 어드레스일 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 항적 추정부는 상기 ADS-B 자료에 포함되는 성능 지표가 제2 임계치 이상인 경우에만 상기 ADS-B 자료 및 상기 레이더 자료를 이용하여 상기 항공기의 항적을 추정할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 성능 지표는 NUC/NAC(Navigation Uncertainty Category/Navigation Accuracy Category)일 수 있으며, 상기 제2 임계치는 사용자에 의해 조정이 가능할 수 있다.
다른 일측에 따르면, ADS-B 자료를 이용하여 항공 감시자료를 처리하는 방법이 제공된다.
일실시예에 따르면, 상기 항공 감시자료 처리 방법은 항공기가 제공하는 ADS-B 자료 및 레이더가 제공하는 레이더 자료를 이용하여 상기 항공기의 항적을 추정하는 단계, 상기 항공기의 항적이 미리 결정되는 기준에 따른 정상 항적인지 아닌지를 판단하는 단계, 상기 항공기의 항적이 정상 항적이 아닌 경우, 상기 ADS-B 자료를 이용한 제1 항적을 계산하고 상기 레이더 자료를 이용한 제2 항적을 계산하는 단계, 항공기 식별 정보를 이용하여 상기 제1 항적과 상기 제2 항적을 매칭하는 단계 및 상기 매칭되는 상기 제1 항적과 상기 제2 항적의 오차가 제1 임계치 이상인 경우 상기 식별 정보를 블랙 리스트에 추가하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 항공 감시자료 처리 방법은 상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 상기 항공기 식별 정보에 의해 매칭되지 않는 경우 상기 제1 항적과 상기 제2 항적의 적어도 하나의 파라미터를 비교하는 단계 및 상기 비교되는 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 상기 제1 항적과 상기 제2 항적을 매칭하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 항적과 상기 제2 항적을 매칭하는 단계에서 상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 매칭되지 않는 경우 상기 제1 항적에 대응하는 상기 식별 정보를 상기 블랙 리스트에 추가할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 항공기의 항적을 추정하는 단계는, 상기 ADS-B 자료에 포함되는 성능 지표가 제2 임계치 이상인 경우에만 상기 ADS-B 자료 및 상기 레이더 자료를 이용하여 상기 항공기의 항적을 추정할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른, ADS-B 자료를 이용하는 항공 감시자료 처리 시스템의 블록도이다.
도 2은 일실시예에 따른, 상기 ADS-B 자료를 이용하는 항공 감시자료를 처리하는 방법의 흐름도이다.
도 3은 일실시예에 따른, 상기 ADS-B 자료를 이용하는 항공 감시자료를 처리하는 방법의 흐름도이다.
도 4은 일실시예에 따른, 상기 ADS-B 자료를 이용하는 항공 감시자료를 처리하는 방법의 흐름도이다.
도 5은 일실시예에 따른, 상기 ADS-B 자료를 이용하는 항공 감시자료를 처리하는 경우, 상기 항공기 식별 정보를 이용하여 상기 항공기의 항적을 추정하는 실시예를 도시하는 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른, 상기 ADS-B 자료를 이용하는 항공 감시자료를 처리하는 경우, 상기 항공기 식별 정보가 제공되지 않는 경우 상기 항공기의 항적을 추정하는 실시예를 도시하는 도면이다.
이하에서, 일부 실시예들을, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
아래 설명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다.
또한 특정한 경우는 이해를 돕거나 및/또는 설명의 편의를 위해 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.
ADS-B 자료는 무선 통신으로 ADS-B 지상 스테이션에 전달된다. 상기 ADS-B 자료는 국제 표준 데이터 전송 포맷인 ASTERIX Cat. 021 포맷을 이용하며, 항공관제시스템의 감시자료처리시스템(SDP)으로 전송될 수 있다. 상기 SDP는 ASTERIX Cat. 021의 포맷으로 전달되는 상기 ADS-B 자료를 레이더 자료와 연동하여 상기 항공기의 위치 및 속도를 추정할 수 있으며, 상기 추정된 결과를 관제사들에게 제공할 수 있다. 상기 레이더 자료는 레이더에서 항공기를 감지하여 생성되는 데이터일 수 있다. 이와 같이, 상기 항공기의 위치 및 속도를 추정한 데이터를 시스템 항적이라 한다.
상기 ADS-B 자료는 상기 항공기에서 GPS 등을 이용하여, 자체적으로 계산하여 생성할 수 있다. 상기 항공기에서 생성되는 상기 ADS-B 자료는 상기 ADS-B 지상 스테이션으로 전송될 수 있으며 상기 ADS-B 자료에 포함되는 상기 항공기 위치 및 상태관련 자료(상기 항공기에서 측정된 자료)는 항공기의 위도, 경도, 고도, 수평 및 수직방향 속도 벡터, 회전율 등을 포함할 수 있다.
그에 반해, 상기 레이더 자료는 레이더에서 전파를 방출하여 되돌아 오는 반송파를 수신함으로써 측정될 수 있다. 상기 레이더 자료는 상기 레이더의 위치를 기준으로 하여 측정되는 데이터(레이더를 기준으로 하여 측정되는 상기 항공기까지의 방위각과 거리, 고도 등)가 포함될 수 있으며, 그 외 항공기에서 자체 계산을 통해 생성하고 송신하여 지상의 이를 테면, Mode-S 레이더와 같은 레이더를 통해 수신할 수 있다. 이와 같은 상기 Mode-S 데이터는 기본적으로 상기 ADS-B 에 포함되는 데이터보다 적거나 거의 일치한다.
상기 SDP에서 상기 항공기의 위치 및 속도를 적절히 추정하기 위해서는 측정 센서별 오차 특성을 알아야 한다. 이러한 오차 특성은 측정된 자료의 바이어스 및 표준편차를 기준으로 할 수 있다. 상기 레이더의 측정 오차는 지상에 위치하는 레이더를 기준으로 하기 때문에 항공기별로 특성이 다른 것이 아니라 레이더 별로 다른 특성을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 레이더의 경우 측정치의 바이어스 및 표준편차는 시스템의 특성으로서 특정 값이 생산자에 의해 제공될 수 있으며, 유지보수 과정을 통해 재점검되므로 어려움 없이 측정 오차를 반영하여 이를 테면, 칼만 필터 등을 이용함으로써 상기 시스템 항적을 생성할 수 있다.
한편, 상기 ADS-B 자료의 경우 상기 항공기에서 자체적으로 이를 테면, GPS 리시버 및 기타 탑재장비에서 측정되고 계산되는 상기 항공기의 위치 및 속도 데이터이다. 그렇기 때문에, 이와 같은 상기 항공기의 위치 및 속도 데이터의 바이어스 및 표준편차는 항공기 별로 다른 값을 가질 수 있다. 또한, 이와 같은 오차 특성에 대한 자료는 상기 ADS-B 자료의 일부로서 ASTERIX Cat.021의 데이터 포맷을 이용하여 사용된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 ADS-B 자료에 포함되어 전송되는 항공기 별 측정치의 오차 특성을 상기 SDP에서 어떻게 반영하여 처리하는 가(일종의 데이터 전처리에 해당함)에 대한 시스템 및 방법에 연관된다.
도 1은 일실시예에 따른, ADS-B 자료를 이용하는 항공 감시자료 처리 시스템(100)의 블록도이다.
일실시예에 따르면, 항공 감시자료 처리 시스템(100)은 항공기가 제공하는 ADS-B 자료 및 레이더가 제공하는 레이더 자료를 이용하여 상기 항공기의 항적을 추정하는 항적 추정부, 상기 항공기의 항적이 미리 결정되는 기준에 따른 정상 항적이 아닌 경우, 상기 ADS-B 자료를 이용한 제1 항적을 계산하고(ADS-B 자료 만을 이용하여 상기 항공기의 항적을 계산) 상기 레이더 자료를 이용한 제2 항적을 계산하는(상기 레이더 자료만으로 상기 항공기의 항적을 계산) 계산부 및 상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 항공기 식별 정보에 의해 매칭되고, 상기 제1 항적과 상기 제2 항적의 오차가 제1 임계치 이상인 경우 상기 식별 정보를 블랙 리스트에 추가하는 처리부를 포함할 수 있다. 상기 제1 임계치는 상기 항공 감시자료 처리 시스템을 사용하는 사용자에 의해, 상기 사용자가 원하는 값으로 조정 가능하게 설정될 수 있다.
게다가, 상기 항공 감시자료 처리 시스템은 상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 상기 항공기 식별 정보에 의해 매칭되지 않는 경우 상기 제1 항적과 상기 제2 항적의 적어도 하나의 파라미터를 비교하여 상기 제1 항적과 상기 제2 항적을 매칭하는 매칭부를 더 포함할 수 있다. 일실시예에 따른 상기 적어도 하나의 파라미터는 상기 사용자에 의해 조정 가능하게 설정될 수 있다.
일실시예에 따른 상기 처리부는 상기 매칭부에 의해 상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 매칭되지 않는 경우, 상기 제1 항적에 대응하는 상기 식별 정보를 자동적으로 상기 블랙 리스트에 추가할 수 있으며 또는 상기 사용자의 명령을 수신하여 상기 사용자의 명령이 상기 제1 항적에 대응하는 상기 식별 정보를 상기 블랙 리스트에 추가하는 명령에 대응하는 경우에 상기 식별 정보를 상기 블랙 리스트에 추가할 수 있다.
다시 말하면, 상기 매칭부에 의해 최종적으로 매칭되지 않는 상기 ADS-B 자료를 이용하는 제1 항적에 대응하는 상기 항공기의 상기 식별 정보를 자동적으로 상기 블랙 리스트에 추가할 수 있고 또는 상기 사용자의 명령을 받아 수동적으로(Manually) 상기 ADS-B 자료를 이용하는 제1 항적에 대응하는 상기 항공기의 상기 식별 정보를 상기 블랙 리스트에 추가할 수 있다.
도 2은 일실시예에 따른, 상기 ADS-B 자료를 이용하는 항공 감시자료를 처리하는 방법의 흐름도이다. 일단, 상기 항공기가 제공하는 ADS-B 자료를 상기 ADS-B 지상 스테이션을 통해 수신하고 상기 레이더가 제공하는 상기 레이더 자료를 수신한다(210).
앞에서 언급한 바와 같이, 상기 ADS-B 자료는 상기 항공기에서 자체적으로 이를 테면, GPS 리시버 및 기타 탑재장비를 이용하여 측정하고 계산하는 상기 항공기의 위치 및 속도 데이터를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 ADS-B 자료에 포함되는 상기 항공기의 위치 및 속도 데이터의 바이어스 및 표준편차는 항공기 별로 다른 값을 가질 수 있으며, 이러한 오차 특성에 대한 자료도 상기 ADS-B 자료의 일부로서 ASTERIX Cat.021의 데이터 포맷을 이용하여 사용된다.
또한, 상기 레이더 자료는 지상에 위치한 레이더를 통해 생성되는 데이터로써, 상기 레이더를 기준으로 하여 측정되는 상기 항공기의 방위각, 거리, 고도 등을 포함할 수 있다. 상기 레이더로 측정되는 상기 레이더 자료에 포함되는 데이터 오차는 상기 ADS-B 자료와 같이 항공기별로 특성이 다른 것이 아니라 레이더 별로 다른 특성을 포함하고 있다. 그러나, 상기 레이더 자료의 경우 측정치의 바이어스 및 표준편차는 시스템의 특성에 따라 달라지기 때문에, 특정 값이 생산자에 의해 제공되고 유지보수 과정을 통해 재점검되므로 어려움 없이 측정 오차를 반영하여(이를 테면, 칼만 필터 등을 이용하여) 시스템 항적을 생성할 수 있다.
ADS-B 데이터에 포함된 위치 및 속도 데이터의 오차 특성은 ASTERIX Cat. 021의 version에 따라 NUCp (Navigation Uncertainty Category - Position), NUCr (Navigation Uncertainty Category for velocity)의 값으로 제공되거나, NACp (Navigation Accuracy Category - position) NACv (Navigation Accuracy Category - velocity)으로 제공되고, RTCA DO-242, 242A 등의 표준문서에서 정의하는 대로 각 값에 따라 위치좌표에서의 수평 오차 특성을 95%의 신뢰도를 갖는 범위로 지정할 수 있으므로, 이러한 오차 특성을 반영하여 칼만 필터 등에 적용할 수 있다.
그러나, 문제는 항공기에 따라 이런 NUC/NAC값이 좋지 않아 SDP에서 시스템 항적을 생성함에 있어 상기 ADS-B 자료를 사용할 수 없거나, 상기 NUC/NAC값이 좋은 값으로 나타나더라도 이 값 자체를 신뢰할 수 없는 경우가 존재하기 때문에, 상기 ADS-B를 무조건적으로 항적 추정에 이용한다면, 항공기에 따라 시스템 항적의 정확도가 향상되는 경우도 있지만, 오히려 정확도가 크게 감소하여 안전상에 큰 위협이 될 수 있다.
따라서, 항공기의 ADS-B 자료에서 상기 NUC/NAC 값이 일정 값 이상일 때에만 이를 테면, 제2 임계치 이상일 경우에만 상기 SDP에서 상기 ADS-B 자료(상기 항공기에서 자체적으로 측정되는 상기 항공기의 위치 및 속도 측정값)를 항적 추정에 이용한다(220). 또한, 상기 제2 임계치는 상기 항공 감시 자료 처리 시스템을 사용하는 상기 사용자에 의해 수정이 가능한 값이 될 수 있다.
만약, 상기 NUC/NAC 값이 일정 값 보다 작은 경우에는, 상기 항공 감시자료 처리 시스템은 상기 ADS-B 자료의 신뢰도가 낮다고 판단하고 상기 ADS-B 자료를 사용하지 않는다. 이 경우에는 상기 레이더 자료만을 이용하여 상기 항공기의 항적을 추적하게 된다(240).
상기 NUC/NAC 값이 상기 제2 임계치 이상일 경우에도 실제 보고하는 위치나 속도 데이터의 정확도가 그에 못 미칠 수도 있기 때문에, 이에 대한 체크가 필요하다. 이와 같이, 상기 항공기의 위치 및 속도 데이터의 정확도를 체크하기 위해 해당 항공기의 상기 ADS-B 자료의 정확도를 비교할 레퍼런스(reference) 자료가 필요하며, 기본적으로 상기 레퍼런스 자료는 상기 레이더 자료를 이용할 수 있다. 상기 항공기 별로 정확한 상기 ADS-B 자료를 제공하는 항공기의 위치 보고는 상기 레이더에 의한 측정보다 랜덤(random) 에러가 적어 정확하지만, 그렇지 않은 항공기는 상기 레이더에 의한 측정값에 비교하여 큰 바이어스 값을 갖는 경우가 많다. 이와 같은 특성을 이용하여, 상기 레이더 자료를 상기 기준으로 어느 일정 값 이상의 바이어스 오차를 갖는 상기 항공기의 상기 ADS-B 자료는 아예 사용하지 않도록 할 수 있다.
반대로, 상기 NUC/NAC 값이 일정 값 이상일 경우, 상기 ADS-B 자료와 상기 레이더 자료를 이용하여 1차적으로 상기 항공기의 항적을 추정한다(230). 상기 항공기의 위치 및 속도의 정확도 비교를 위해 통상의 항공관제시스템에서 전체 관제 영역에 항공기가 1대만 비행하는 경우는 없으므로 여러 대 항공기의 레이더 자료들(정확하게는 레이더 자료를 이용하여 SDP에서 추정한 항적들 - 레이더 항적들)과 상기 ADS-B 자료들 중 동일 항공기에 대한 자료들을 매칭(matching)할 수 있어야 한다.
이 경우, 항공기를 식별할 수 있는 여러 가지 데이터 중 상기 레이더 자료와 상기 ADS-B 자료에서 ICAO Address와 Mode 3/A Code가 제공될 수 있다. 다시 말하면, 상기 항공기를 식별하는 식별 정보는 ICAO 어드레스일 수 있다. 이를 이용하여 상기 매칭을 시도할 수 있다.
상기 ADS-B 자료에는 ICAO 어드레스가 필수적으로 포함되어 있고, 상기 Mode-S 레이더 또한 상기 ICAO 어드레스가 포함되어 있으므로 이를 기반으로 동일 항공기의 레이더 항적과 ADS-B 자료를 매칭시킬 수 있다. 그러나, 상기 Mode-S 가 아닌 레이더는 ICAO 어드레스가 없이 Mode 3/A Code만이 포함되어 있으며 상기 ADS-B 자료에는 Mode 3/A Code가 생략되어 있으므로 매칭할 수 없다. 이와 같은 경우의 매칭을 수행하는 방법은 아래에서 더 상세히 기술된다.
일실시예에 따른 상기 단계(230)에서 상기 항공기의 항적을 추정하고, 상기 추정된 상기 항공기의 항적이 정상 시스템의 항적인가를 판단한다(250). 만약 상기 항공기의 항적이 정상 시스템의 항적이라고 판단되면 상기 항공 감시자료를 처리하는 방법은 종료되고, 반대로 정상 시스템의 항적이라고 판단되지 않으면 다음 단계(310)로 넘어가게 된다.
도 3은 일실시예에 따른, 상기 ADS-B 자료를 이용하는 항공 감시자료를 처리하는 방법의 흐름도이다. 상기 단계(250)에서 상기 항공기의 항적이 정상 시스템의 항적이라도 판단되지 않을 경우 상기 ADS-B 자료를 이용하여 상기 항공기의 항적을 추정하여 제1 항적을 생성하고, 상기 레이더 자료를 이용하여 상기 항공기의 항적을 추정하여 제2 항적을 생성한다(310).
그런 후에, 상기 제1 항적 및 상기 제2 항적을 상기 ICAO 어드레스를 이용하여 다시 매칭을 시도하고, 상기 제1 항적 및 상기 제2 항적이 서로 매칭이 가능한지의 여부를 판단한다(320).
만약 매칭이 가능하다면, 상기 제1 항적 및 상기 제2 항적 사이의 오차를 계산하고, 상기 계산된 오차를 제1 임계치와 비교한다(330). 상기 제1 항적 및 상기 제2 항적 사이의 오차가 상기 제1 임계치 보다 클 경우에는 상기 항공기에서 제공되는 상기 ADS-B 자료를 신뢰할 수 없다고 판단하여, 상기 ADS-B 자료에 포함되는 상기 항공기의 식별 정보인 상기 ICAO 어드레스를 상기 블랙리스트에 추가하여 관리할 수 있다(340).
일실시예에 따른 상기 단계(330)에서, 상기 제1 항적 및 상기 제2의 항적 사이의 오차가 상기 제1 임계치 보다 작을 경우, 상기 항공기에서 제공되는 상기 ADS-B 자료를 신뢰할 수 있다고 판단하고 상기 시스템은 종료된다.
일실시예에 따른 상기 단계(320)에서, 상기 제1 항적 및 상기 제2 항적이 서로 매칭되지 않는 경우라고 판단되면, 상기 항공 감시자료를 처리하는 방법은 다음 단계(410)로 넘어간다.
한편, 상기 레이더가 Mode-S 레이더가 아니어서 상기 ICAO 어드레스를 이용하여 매칭시킬 수 없는 경우, 일정시간 이상 비슷한 위치를 갖고, 속도 벡터의 차이도 일정 범위를 넘지 않는 레이더 항적과 상기 ADS-B 자료를 근거하여 상기 매칭을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 ICAO 어드레스는 포함하지 않지만, 일정시간 이상 비슷한 위치를 갖고, 속도 벡터의 차이도 일정 범위를 넘지 않는 상기 레이더 항적을 상기 제2 항적이라고 가정할 수 있다. 보다 정확하게는 상기 SDP의 항적 추정 과정에서 상기 항공기의 운동학적 모델에 근거한 확률계산을 통해 동일한 항공기에 대한 상기 레이더 자료와 상기 ADS-B 자료가 그루핑(grouping)됨으로써, 하나의 시스템 항적을 생성할 수 있다. 이와 같은 작업은 정상적인 상기 SDP의 항적 추정 알고리즘을 통해 이루어질 수 있고, 상기 ADS-B에서 정상적인 위치 보고가 이루어 지는 경우에 한해서는 단계(320)와 같은 매칭 단계에서 별도의 위치 정확도 확인 절차 자체가 필요하지 않을 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른, 상기 ADS-B 자료를 이용하는 항공 감시자료를 처리하는 방법의 흐름도이다.
일실시예에 따르면, 상기 사용자가 요구하는 기준을 충족하는 상기 제2 임계치 보다 NUC/NAC 값이 큰 경우에, 상기 ADS-B 자료를 상기 항적 추정에 사용되었지만, 상기 ADS-B 자료가 단계(320)의 매칭 과정을 통해 적절히 매칭될 수 있는 레이더 항적을 찾을 수 없는 경우(실제로, 랜덤 오차는 크지 않지만 위치 바이어스만 큰 ADS-B 자료가 특히 많이 관찰됨), 동일 항공기에 대한 상기 레이더 자료와 상기 ADS-B 자료임에도 적절한 그루핑(grouping)에 실패할 수 있다.
이 경우, 이미 해당 항공기에 대한 레이더 자료에 의한 시스템 항적인 상기 제2 항적이 생성되고 있음에도 불구하고, 해당 항공기에서 제공하는 상기 ADS-B 자료만으로도 상기 시스템 항적(상기 제1 항적)이 다른 위치에 또 만들어질 수 있으며, 이는 항공관제에서 심각한 문제를 초래할 수 있다.
이 문제는 앞에서 언급했던 과정을 통해 상기 레이더 자료만을 이용하여 생성되는 상기 제2 항적과 상기 ADS-B 자료만을 이용하여 생성되는 상기 제1 항적들이 구별될 수 있으므로, 이중으로 동일 항공기에 대한 항적의 쌍을 매칭시키고 상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 서로 매칭되는 지의 여부를 판단한다(420). 만약, 상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 서로 매칭되는 경우에는 상기 ADS-B를 이용하여 생성되는 상기 제1 항적을 삭제해야 한다(430).
일실시예에 따른 단계(410)에서, 상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 서로 매칭되지 않는 경우에 각각의 항적이 레이더 항적인가를 판단한다(440). 만약 상기 항적이 상기 레이더 자료를 이용하여 생성된 상기 제2 항적이라면, 상기 2 항적은 정상 시스템으로 간주할 수 있다(450).
반대로, 매칭되지 않는 항적이 상기 ADS-B 자료를 이용하여 생성되는 상기 제1 항적이라면, 상기 제1항적은 정상적인 시스템으로 간주하지 않으며 상기 ADS-B 자료에 포함되는 ICAO 어드레스를 블랙 리스트에 자동적으로 추가할 수 있다. 또는, 상기 사용자가 이를 테면, 육안으로 상기 항적을 확인함으로써, 불량 항적이라고 판단되는 경우 상기 ADS-B 자료에 포함되는 ICAO 어드레스는 수동적으로 상기 블랙 리스트에 추가될 수 있다(460).
또는, 앞서 언급한 바와 같은 단계(420)를 거치고도 남아있는 상기 제1 항적의 경우 이를 테면, 상기 사용자가 직접 육안으로 최종 확인하여 정상적인 항적과 비정상적인 항적을 구분할 수 있다. 이 때 통상적으로 정상적인 항적은 저고도에서 비행하는 경량항공기나 헬기 등이 레이더에 감지되지 않고 ADS-B 자료만을 송신하는 경우에 해당할 수 있다. 이러한 경우도 상기 사용자에 따라 감시대상으로 그 위치와 속도변화를 계속 확인해야 하는 경우가 있기 때문에 상기 사용자는 최종적인 판단을 할 수 있다. 상기 사용자의 최종확인을 거쳐 비정상적인 항적으로 구분된 상기 제1 항적의 경우, 사용자에 의해 수동적으로 해당 항적의 ICAO 어드레스(항공기 생산 시 발부되는 항공기별 고유 식별자)는 상기 블랙 리스트에 저장되고, 이후의 항적 추정 과정에서 해당 항공기의 상기 ADS-B 자료를 전혀 사용하지 않도록 할 수 있다.
일실시예에 따른, 상기 블랙 리스트는 향후 상기 사용자에 의해 수동적으로 상기 블랙 리스트를 수정해야 할 필요가 있다. 이를 테면, 상기 블랙 리스트에 저장되어 있던 항공기가 ADS-B 탑재 장비를 수리하고 성능 증명을 하는 경우, 특정 권한이 있는 사용자는 상기 블랙 리스트를 수정할 수 있다.
도 5는 일실시예에 따른, 상기 ADS-B 자료를 이용하는 항공 감시자료를 처리하는 경우, 상기 항공기 식별 정보를 이용하여 상기 항공기의 항적을 추정하는 실시예를 도시하는 도면이다.
일실시예에 따른 도 5에서 실선으로 표현된 항적(510)은 앞서 언급한 바와 같이 상기 ADS-B 자료에 기초하여 생성되는 상기 제1 항적을 나타내고, 점선으로 표현된 항적(520)은 상기 레이더 자료에 기초하여 생성되는 상기 제2 항적을 나타낸다고 가정한다. 또한, 상기 레이더 자료에 제2 항적(520)은 이를 테면, mode-S 레이더를 사용하기 때문에 상기 ICAO 어드레스를 포함한다고 가정한다.
이 경우, 단계(320)에서 상기 항공기의 식별 정보인 상기 ICAO 어드레스를 이용하여 매칭을 수행하기 때문에, 상기 제 1항적(510) 및 상기 제2 항적(520)은 상기 ICAO 어드레스로 인해 동일한 항공기의 항적으로 판단될 수 있다.
그런 후에, 상기 계산부에 의해 상기 제1 항적(510) 및 상기 제2 항적(520) 사이의 오차(530)가 계산 될 수 있다. 상기 계산된 오차에 기초하여 단계(330)에서 상기 제1 임계치의 이상인지를 판단할 수 있다.
도 6은 일실시예에 따른, 상기 ADS-B 자료를 이용하는 항공 감시자료를 처리하는 경우, 상기 항공기 식별 정보가 제공되지 않는 경우 상기 항공기의 항적을 추정하는 실시예를 도시하는 도면이다. 도 5와 같이, 실선으로 표현된 항적(610, 630)은 앞서 언급한 바와 같이 상기 ADS-B 자료에 기초하여 생성되는 상기 제1 항적을 나타내고, 점선으로 표현된 항적(620, 640)은 상기 레이더 자료에 기초하여 생성되는 상기 제2 항적을 나타낸다고 가정한다. 또한, 도 6에 도시한 제 2 항적(620, 640)은(상기 레이더를 mode-S 레이더 이 외의 레이더를 사용하고 있기 때문에) 상기 항공기의 식별 정보인 상기 ICAO 어드레스를 포함하고 있지 않은 항적이라고 가정한다.
일실시예에 따르면, 도 6에 도시된 상기 ICAO 어드레스를 포함하지 않는 제2 항적(620, 640)과 상기 제1 항적(610, 630)이 상기 항공기 식별 정보에 의해 매칭되지 않기 때문에, 상기 제1 항적(610, 630)과 상기 제2 항적(620, 640)의 적어도 하나의 파라미터를 비교하여 상기 제1 항적(610, 630)과 상기 제2 항적(620, 640)을 서로 매칭하도록 시도한다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 항적과 상기 제2 항적을 매칭하는 데에 이용하는 상기 파라미터는 상기 사용자에 의해 설정될 수 있다. 이를 테면, 일정 시간 이상 위치 차이, 속도 벡터 차이와 같은 상기 파라미터를 이용함으로써, 상기 파라미터가 상기 사용자에 의해 미리 설정된 특정 범위 이내로 지속되는 항적끼리 매칭될 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (14)

  1. 항공기가 제공하는 ADS-B 자료 및 레이더가 제공하는 레이더 자료를 이용하여 상기 항공기의 항적을 추정하는 항적 추정부;
    상기 항공기의 항적이 미리 결정되는 기준에 따른 정상 항적이 아닌 경우, 상기 ADS-B 자료를 이용한 제1 항적을 계산하고 상기 레이더 자료를 이용한 제2 항적을 계산하는 계산부; 및
    상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 항공기 식별 정보에 의해 매칭되고, 상기 제1 항적과 상기 제2 항적의 오차가 제1 임계치 이상인 경우 상기 식별 정보를 블랙 리스트에 추가하는 처리부
    를 포함하는 항공 감시자료 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 상기 항공기 식별 정보에 의해 매칭되지 않는 경우 상기 제1 항적과 상기 제2 항적의 적어도 하나의 파라미터를 비교하여 상기 제1 항적과 상기 제2 항적을 매칭하는 매칭부
    를 더 포함하는 항공 감시자료 처리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 매칭부가 상기 제1 항적과 상기 제2 항적을 매칭하는 데에 이용하는 상기 파라미터는 사용자에 의해 설정될 수 있는 값인 항공 감시자료 처리 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 처리부는 상기 매칭부에 의해 상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 매칭되지 않는 경우 상기 제1 항적에 대응하는 상기 식별 정보를 상기 블랙 리스트에 추가하는 항공 감시자료 처리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 처리부는 상기 매칭부에 의해 상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 매칭되지 않는 경우 사용자의 명령을 수신하여 상기 사용자의 명령이 상기 제1 항적에 대응하는 상기 식별 정보를 상기 블랙 리스트에 추가하는 명령에 대응하는 경우에 상기 식별 정보를 상기 블랙 리스트에 추가하는 항공 감시자료 처리 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 항공기 식별 정보는 ICAO 어드레스인 항공 감시자료 처리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 항적 추정부는, 상기 ADS-B 자료에 포함되는 성능 지표가 제2 임계치 이상인 경우에만 상기 ADS-B 자료 및 상기 레이더 자료를 이용하여 상기 항공기의 항적을 추정하는 항공 감시자료 처리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 성능 지표는 NUC/NAC (Navigation Uncertainty Category/Navigation Accuracy Category) 인 항공 감시자료 처리 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 임계치는 사용자에 의해 조정 가능한 값인 항공 감시자료 처리 시스템.
  10. 항공기가 제공하는 ADS-B 자료 및 레이더가 제공하는 레이더 자료를 이용하여 상기 항공기의 항적을 추정하는 단계;
    상기 항공기의 항적이 미리 결정되는 기준에 따른 정상 항적인지 아닌지를 판단하는 단계;
    상기 항공기의 항적이 정상 항적이 아닌 경우, 상기 ADS-B 자료를 이용한 제1 항적을 계산하고 상기 레이더 자료를 이용한 제2 항적을 계산하는 단계;
    항공기 식별 정보를 이용하여 상기 제1 항적과 상기 제2 항적을 매칭하는 단계: 및
    상기 매칭되는 상기 제1 항적과 상기 제2 항적의 오차가 제1 임계치 이상인 경우 상기 식별 정보를 블랙 리스트에 추가하는 단계
    를 포함하는 항공 감시자료 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 상기 항공기 식별 정보에 의해 매칭되지 않는 경우 상기 제1 항적과 상기 제2 항적의 적어도 하나의 파라미터를 비교하는 단계; 및
    상기 비교되는 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 상기 제1 항적과 상기 제2 항적을 매칭하는 단계
    를 더 포함하는 항공 감시자료 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 항적과 상기 제2 항적을 매칭하는 단계에서 상기 제1 항적과 상기 제2 항적이 매칭되지 않는 경우 상기 제1 항적에 대응하는 상기 식별 정보를 상기 블랙 리스트에 추가하는 항공 감시자료 처리 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 항공기의 항적을 추정하는 단계는, 상기 ADS-B 자료에 포함되는 성능 지표가 제2 임계치 이상인 경우에만 상기 ADS-B 자료 및 상기 레이더 자료를 이용하여 상기 항공기의 항적을 추정하는 항공 감시자료 처리 방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항의 항공 감시자료 처리 방법을 수행하는 프로그램을 수록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
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