KR20160090483A - 항공등화제어 및 지상유도관제 시스템 - Google Patents

항공등화제어 및 지상유도관제 시스템 Download PDF

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Abstract

항공등화제어 및 지상유도관제 시스템이 개시된다. 본 발명의 시스템은, 공항내 지상의 물체의 위치에 대한 제1데이터를 제공하는 지상감시 레이더; 상공에서 접근하는 항공기의 위치 및 정보에 대한 제2데이터를 제공하는 보조감시 레이더; 적어도 세개의 센서로부터, 지상의 항공기의 위치 및 정보에 대한 제3데이터를 제공하는 다변측정부; 및 상기 제1 내지 제3데이터를 전부 또는 선택적으로 이용하여, 항공기의 위치 및 정보를 결정하는 제어부를 포함한다.

Description

항공등화제어 및 지상유도관제 시스템{SYSTEM FOR CONTROLLING AIRFIELD LIGHTING AND MONITORING GROUND APPROACH}
본 발명은 항공등화제어 및 지상유도관제 시스템에 대한 것이다.
공항에서 항공기의 이착륙을 안전하게 안내하기 위해서는, 항공기의 위치를 지상감시 레이더(airport surface detection equipment; ASDE) 및 보조감시 레이더(secondary surveillance radar; SSR)로 파악하여 항공등화의 위치정보와 매칭함으로써, 이륙 또는 착륙 항공기의 진행방향과 진행경로에 따라 항공등화를 자동으로 점등 또는 소등하는 항공등화제어가 수행된다. 또한, 착륙 비행기가 활주로를 안전하게 진입할 수 있도록 스탑-바(stop-bar) 제어를 수행하고 항공기의 충돌, 침입, 경로이탈 등의 지상유도 관제를 수행한다.
도 1은 종래의 항공등화제어 시스템의 구성도이고, 도 2는 종래의 항공등화 제어 및 지상유도관제 시스템의 구성도이다.
도 1과 같이, 종래의 항공등화 제어 시스템은, 관제탑 또는 제어소의 상위 중앙서버(160)에서 로컬 제어기(150)를 통해 정전류 조정기(140)에 연결된 각각의 항공등화(110)를, 절연 변압기(130)와 개별 제어기(120)를 통해 전력선 통신을 이용하여 점소등을 제어하고 상태를 감시하였다. 그러나, 이와 같은 시스템에 의하면 별도의 지상유도관제 시스템에 제공되어야 하므로, 도 2와 같이 항공등화제어 및 지상유도관제가 동시에 제공되는 시스템이 개시되어 있다.
즉, 도 2와 같이, 종래의 항공등화제어와 지상유도관제가 동시에 이루어지는 시스템에서는, 활주로상의 항공기의 위치를 감시하는 지상감시 레이더(ASDE)(210)로부터 수신하는 데이터와, 공항의 전방 3800km에서 항공기의 공항접근을 알리는 보조감시 레이더(SSR)(215)로부터 수신하는 데이터를, 레이저 서버(200)가 통합처리한다.
이와 같이, 종래의 시스템은, ASDE(210)와 SSR(215)과 연계하여 항공기의 위치를 파악하고, 활주로상의 이륙 및 착륙이 가능하도록 지상유도를 관제한다.
그러나, 이와 같은 시스템에서는, ASDE(210)의 부정확성으로 인해 원활하게 시스템이 운영될 수 없는 문제점이 있다. ASDE(210)는, 비, 눈, 안개 등 기상이 좋지 않은 경우 시정이 저하되고, 활주로 내에서 음영지역이 존재하므로 항공기의 위치정보를 누락하게 되는 경우가 발생하며, 이 경우 치명적인 사고가 발생할 수 있다.
또한, SSR(215)은 착륙 항공기에 대한 편명 및 항공사 등 정보를 제공하지만, ASDE(210)는 항공기에 대한 정보를 제공하지 않으므로, 관제사가 별도의 정보를 제공받아 항공기에 대한 정보를 입력하여야 하는 불편함이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 항공기의 위치를 정확하게 확인하고, 항공기에서 제공하는 항공기 정보를 제공함으로써, 안전하게 지상유도관제를 수행하는 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 시스템은, 지상의 물체의 위치에 대한 제1데이터를 제공하는 지상감시 레이더; 상공의 항공기의 위치 및 정보에 대한 제2데이터를 제공하는 보조감시 레이더; 상공 및 지상의 항공기의 위치 및 정보에 대한 제3데이터를 제공하는 다변측정부; 및 상기 제1 내지 제3데이터를 전부 또는 선택적으로 이용하여, 항공기의 위치 및 정보를 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 항공기의 위치 및 정보에 따라, 활주로 상의 항공등화를 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 항공기의 위치 및 정보를 관제서버에 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 제2데이터를 우선적으로 이용하여 상공에서의 상기 항공기의 위치 및 정보를 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 제2데이터가 수신되지 않는 경우, 상기 제3데이터를 이용하여 상공에서의 상기 항공기의 위치 및 정보를 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 제2 및 제3데이터에 가중치를 부여하고, 가중치가 부여된 제2 및 제3데이터를 이용하여 상공에서의 상기 항공기의 위치 및 정보를 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 제1데이터를 우선적으로 이용하여 지상에서의 상기 항공기의 위치를 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 제1데이터가 수신되지 않는 경우, 상기 제3데이터를 이용하여 지상에서의 상기 항공기의 위치 및 정보를 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 제1 및 제3데이터에 가중치를 부여하고, 가중치가 부여된 제1 및 제3데이터를 이용하여 지상에서의 상기 항공기의 위치 및 정보를 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 다변측정부는, 적어도 세개의 센서에 의해 상기 제3데이터를 제공할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 지상에서의 항공기의 위치를 정확하게 파악하고, 항공기의 정보를 제공함으로써, 효율적인 관제가 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래의 항공등화제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 종래의 항공등화 제어 및 지상유도관제 시스템의 구성도이다.
도 3은 일반적인 활주로에서, 본 발명의 시스템의 동작을 개략적으로 설명하기 위한 일예시도이다.
도 4는 본 발명의 항공등화제어 및 지상유도관제 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 일실시예 구성도이다.
도 5a는 3개의 센서를 이용하여 지상의 항공기의 위치를 감지하는 예를 설명하기 위한 일예시도이다.
도 5b는 3개의 센서를 이용하여 상공에서 접근하는 항공기의 위치를 감지하는 예를 설명하기 위한 일예시도이다.
도 6은 음영지역을 해소하기 위해, 공항의 여러 장소에 복수의 센서그룹이 배치된 예를 설명하기 위한 일예시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 일반적인 활주로에서, 본 발명의 시스템의 동작을 개략적으로 설명하기 위한 일예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시스템에 의하면, 항공기(2)가 이륙 또는 착륙을 위해 ASDE에 의해 결정되는 위치가 활주로(3) 상에서 결정되며, 관제탑(1)은 항공기(2)의 진행경로에 따라 항공기 전방의 항공등화(41A)를 자동으로 점등하고, 항공기 후방의 항공등화(41B)를 자동으로 소등할 수 있다. 또한, 본 발명의 시스템은, 항공기(2)가 활주로(3)에 진입하기 위한 스탑-바 제어, 충돌, 침입, 이탈 등 감시제어를 수행하여, 항공기(2)가 안전하게 이륙 또는 착륙을 수행하도록 유도할 수 있다.
도 4는 본 발명의 항공등화제어 및 지상유도관제 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 일실시예 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시스템은, 제어부(10), 지상감시 레이더(airport surface detection equipment; ASDE)(21), 보조감시 레이더(secondary surveillance radar; SSR)(22) 및 다변측정부(multilateration; MLAT)(23), 전류공급부(40) 및 항공등화(41)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일예에서, 항공등화(41)와 전류공급부(40)는 단수로 도시되고 설명되겠지만, 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, 도 3과 같이 항공등화(41)가 복수 배치되고, 각각의 항공등화(41)에 전류를 공급하기 위한 전류공급부(40) 역시 복수로 구성될 수 있음을 자명하다 할 것이다.
지상감시 레이더(ASDE)(21)는 공항 이동지역(예를 들어, 활주로(3) 등)상의 항공기, 차량, 장비 등 지상물체의 위치를 감시할 수 있다.
보조감시 레이더(SSR)(22)는 항공기의 공항접근을 제어부(10)에 전송할 수 있다. 즉, 보조감시 레이더(SSR)(22)는 상공에서 접근하는 항공기(2)에 설치되어 있는 트랜스폰더(transponder)에 문의 데이터를 포함하는 전파를 송신하고, 응답 데이터를 포함하는 전파를 수신하여 해독함으로써, 해당 항공기(2)의 식별기호, 비행고도, 거리, 방향, 비상신호 등 항공관제에 필요한 정보를 획득할 수 있다.
또한, 본 발명의 다변측정부(MLAT)(23)는 세개 이상의 센서를 통해 지상이나 상공에 있는 항공기와 통신하여 그 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 세개 이상의 센서에 전파가 도달한 시간의 차이를 이용하여 대상 항공기의 위치를 정확하게 결정할 수 있다. 이와 같이 다변측정부(MLAT)(23)를 사용하면, 상공뿐 아니라 지상에 있는 물체의 위치를 결정할 수 있다. 또한, 각 센서는 대상 항공기의 트랜스폰더와 통신하여 항공기 정보를 수신할 수 있으므로, 지상물체가 항공기인지, 또는 차량인지 등을 확인할 수 있다.
도 5a는 3개의 센서(60A~60C)를 이용하여 지상의 항공기(2)의 위치를 감지하는 예를 설명하기 위한 일예시도이고, 도 5b는 3개의 센서(60D~60F)를 이용하여 상공에서 접근하는 항공기(2)의 위치를 감지하는 예를 설명하기 위한 일예시도이다.
물체의 위치를 감시하기 위하여 함께 사용되는 3개 이상의 센서를 센서그룹이라 하면, 센서그룹은 필요에 따라 다양한 위치에 배치될 수 있다. 도 6은 음영지역을 해소하기 위해, 공항(4)의 여러 장소에 복수의 센서그룹(70A~70I)이 배치된 예를 설명하기 위한 일예시도이다.
이와 같이, 다변측정부(MLAT)(23)는 복수의 센서그룹(70A~70I)와 무선 또는 유선으로 통신하여, 악시정 또는 음영지역에 의한 영향 없이 활주로 상에서의 항공기(2)의 위치를 정확하게 파악하여 이를 제어부(10)에 제공할 수 있다. 또한, 다변측정부(MLAT)(23)는 활주로 상에서의 항공기(2)의 정보를 복수의 센서그룹(70A~70I)으로부터 수신하여 제어부(10)에 제공할 수 있다. 이때 항공기의 정보는, 항공기 식별번호, 편명, 속도 등을 포함할 수 있다.
제어부(10)는, 지상감시 레이더(ASDE)(21), 보조감시 레이더(SSR)(22) 및 다변측정부(MLAT)(23)로부터 각각 데이터를 수신하여, 항공기의 위치 및 해당 항공기의 정보를 정확하게 결정하여, 이를 관제서버(70)에 제공할 수 있다. 도면에서는 제어부(10)와 관제서버(70)가 직접 연결되는 것처럼 도시되어 있으나, 제어부(10)와 관제서버(70)는 네트워크를 통하여 연결되어 있을 수 있다.
이때, 제어부(10)는, 보조감시 레이더(SSR)(22)와 다변측정부(MLAT)(23)로부터 상공의 항공기(2)의 위치 및 정보에 대한 데이터를 수신하고, 지상감시 레이더(ASDE)(21)와 다변측정부(MLAT)(23)로부터 지상의 항공기(2)의 위치 및 정보에 대한 데이터를 수신할 수 있다.
이 경우, 제어부(10)는, 상공의 항공기(2)의 위치 및 정보에 대한 데이터는 보조감시 레이더(SSR)(22)와 다변측정부(MLAT)(23) 모두로부터 또는 선택적으로 수신할 수 있으며, 지상의 항공기(2)의 위치 및 정보에 대한 데이터에 대해서는, 지상감시 레이더(ASDE)(21)와 다변측정부(MLAT)(23) 모두로부터 또는 선택적으로 수신할 수 있다.
예를 들어, 제어부(10)는, 지상의 항공기(2)의 위치에 대한 데이터를 지상감시 레이더(ASDE)(21)로부터 수신하다가, 항공기(2)가 음영지역에 위치하거나 또는 악시정으로 인하여 지상감시 레이더(ASDE)(21)로부터 데이터를 수신하지 못하는 경우, 절체를 수행하여, 다변측정부(MLAT)(23)로부터 항공기(2)의 위치 및 정보에 대한 데이터를 수신할 수 있다. 즉, 지상감시 레이더(ASDE)(21)에 우선순위를 설정하여, 지상감시 레이더(ASDE)(21)로부터 데이터를 수신하지 못하는 경우, 차상위 우선순위에 해당하는 다변측정부(MLAT)(23)로부터 데이터를 수신하도록 설정될 수 있다.
또는, 제어부(10)는, 지상의 항공기(2)의 위치에 대한 데이터를 지상감시 레이더(ASDE)(21)로부터 지속적으로 수신하고, 항공기(2)의 위치 및 정보에 대한 데이터를 다변측정부(MLAT)(23)로부터 지속적으로 수신할 수도 있다.
또는, 제어부(10)는, 지상의 항공기(2)의 위치에 대한 데이터를 지상감시 레이더(ASDE)(21)로부터 수신하고, 항공기(2)의 위치 및 정보에 대한 데이터를 다변측정부(MLAT)(23)로부터 수신하여, 각각의 데이터에 가중치를 부여할 수 있다. 예를 들면, 제어부(10)는, 1분의 주기를 설정하고, 70%의 시간 동안에는 지상감시 레이더(ASDE)(21)로부터, 30%의 시간 동안에는 다변측정부(MLAT)(23)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상공의 항공기(2)의 위치와 정보에 대한 데이터는, 보조감시 레이더(SSR)(22)와 다변측정부(MLAT)(23)로부터 지속적으로 수신하거나, 보조감시 레이더(SSR)(22)를 우선순위로 두어 수신하다가 보조감시 레이더(SSR)(22)로부터 데이터가 수신되지 않는 경우 다변측정부(MLAT)(23)로부터 수신할 수도 있고, 또는 보조감시 레이더(SSR)(22)의 데이터와 다변측정부(MLAT)(23)의 데이터를 가중치를 두어 수신할 수도 있을 것이다.
이와 같이, 본 발명의 제어부(10)는, 보조감시 레이더(SSR)(22) 또는 다변측정부(MLAT)(23)로부터 상공의 항공기(2)의 위치 및 정보에 대한 데이터를 수신하고, 지상감시 레이더(ASDE)(21) 또는 다변측정부(MLAT)(23)로부터 지상의 항공기(2)의 위치 또는 정보에 대한 데이터를 수신하여, 항공기(2)의 정확한 위치를 결정할 수 있으며, 또한 해당 위치에서의 항공기(2)의 정보를 확인할 수 있다.
이를 이용하여, 제어부(10)는, 항공기(2)의 진행경로에 따라 전류공급부(40)를 제어하여 항공등화(41)의 온 또는 오프를 제어할 수 있다. 제어부(10)와 전류공급부(40)는 전력선 통신에 따라 데이터를 송수신할 수 있다.
또한, 제어부(10)는, 항공기(2)의 위치를 통해 스톱바(50)를 제어할 수 있으며, 항공기(2)의 위치를 관제서버(60)에 제공하여, 활주로(3) 상의 충돌, 침입, 또는 이탈 등 감시제어를 수행하도록 하여, 안전하게 항공기(2)의 지상유도 관제를 수행하게 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 관제서버(60)는 지상의 항공기(2)의 위치 및 정보를 수신할 수 있으므로, 활주로 상의 차량과 항공기를 쉽게 구분할 수 있으며, 이륙 항공기에 대한 정보를 제공하지 못하여 관제사가 비행정보를 입력하여야 했던 종래기술과 달리, 항공기의 정보를 제공할 수 있으므로, 효율적인 관제가 이루어질 수 있을 것이다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 제어부 21: 지상감시 레이더(ASDE)
22: 보조감시 레이더(SSR) 23: 다변측정부(MLAT)
60: 관제서버 70: 센서그룹

Claims (10)

  1. 지상의 물체의 위치에 대한 제1데이터를 제공하는 지상감시 레이더;
    상공의 항공기의 위치 및 정보에 대한 제2데이터를 제공하는 보조감시 레이더;
    상공 및 지상의 항공기의 위치 및 정보에 대한 제3데이터를 제공하는 다변측정부; 및
    상기 제1 내지 제3데이터를 전부 또는 선택적으로 이용하여, 항공기의 위치 및 정보를 결정하는 제어부를 포함하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 항공기의 위치 및 정보에 따라, 활주로 상의 항공등화를 제어하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 항공기의 위치 및 정보를 관제서버에 제공하는 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제2데이터를 우선적으로 이용하여 상공에서의 상기 항공기의 위치 및 정보를 결정하는 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제2데이터가 수신되지 않는 경우, 상기 제3데이터를 이용하여 상공에서의 상기 항공기의 위치 및 정보를 결정하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제2 및 제3데이터에 가중치를 부여하고, 가중치가 부여된 제2 및 제3데이터를 이용하여 상공에서의 상기 항공기의 위치 및 정보를 결정하는 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1데이터를 우선적으로 이용하여 지상에서의 상기 항공기의 위치를 결정하는 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1데이터가 수신되지 않는 경우, 상기 제3데이터를 이용하여 지상에서의 상기 항공기의 위치 및 정보를 결정하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 및 제3데이터에 가중치를 부여하고, 가중치가 부여된 제1 및 제3데이터를 이용하여 지상에서의 상기 항공기의 위치 및 정보를 결정하는 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 다변측정부는, 적어도 세개의 센서에 의해 상기 제3데이터를 제공하는 시스템.
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