WO2018230815A1 - 드론을 이용한 계기착륙 신호 분석 시스템 - Google Patents
드론을 이용한 계기착륙 신호 분석 시스템 Download PDFInfo
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Definitions
- An Instrument Landing System tells the direction and angle at which an aircraft enters the runway by generating a directional radio for an aircraft entering the ground for access or landing.
- the drone includes a drone main body having a flight wing, which receives a runway flight path of an ILS signal measurement target and flies along an input runway flight path;
- a GPS module mounted on the drone main body to receive GPS satellite signals and generate GPS location information;
- An ILS signal measurement module mounted in the drone main body to measure the localizer signal in an LLZ measurement mode, a GP signal in a GP measurement mode, and a marker beacon signal in an MB measurement mode;
- a wireless transmission / reception module provided in the drone main body to wirelessly communicate with the ground station analysis center server;
- a control module provided in the drone main body to wirelessly transmit the GPS location information, the LLZ signal, the GP signal, and the MB signal to the ground station analysis center server.
- the control module of the drone receives a GPS measurement request position, which is GPS position information at which signal measurement is to be performed, from the ground station analysis center server, and allows a drone to be disposed and fly at a GPS measurement request position received from the ground station analysis center server. Can be.
- the airport equipment operators can measure the ILS signal quality in the actual flight space in advance and easily and quickly operate the ILS equipment based on this.
- the ILS equipment signal is adjusted based on the measured value during flight inspection, and the signal quality in space is appropriate, the cost and time of additional flight inspection due to failure can be saved.
- the operator can measure, confirm and analyze the signal checks received from the air above the actual aircraft from time to time on the ground, thereby ensuring the safety of passengers by ensuring the safety and safety of navigation safety facilities and inducing safe landing of the aircraft. We can plan.
- FIG. 6 is a diagram illustrating a width measurement of an LLZ signal of a runway using a drone according to an exemplary embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a diagram showing a state of measuring the GP signal of the runway using a plurality of drones in accordance with an embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a diagram showing a state of measuring the MB signal of the runway using a drone according to an embodiment of the present invention.
- the present invention measures the ILS signal in the drone and transmits it wirelessly to the signal analysis device on the ground, so that accurate ILS signal measurement is performed.
- the GPS module 111, the ILS signal measurement module 112, the wireless transmission / reception module 113, and the control module 114 are provided in the separate mounting box 110 as shown in FIG. 3 to the drone 100. Can be mounted.
- the mounting box 110 may be provided at the bottom of the drone body, as shown in the drawing, or may be provided at the top or side of the drone body, the mounting position may be various modifications.
- the marker beacon (MB) is a device that emits a highly directional radio wave vertically above a specific point, and when the aircraft receives it, provides information on the passing position on the entry path by lighting of a lamp and a beep.
- the MB signal radiated from the marker beacon (MB) uses a 75 MHz ultra-high frequency (VHF) band as a carrier to reduce the effects of disturbances such as slippage, and to increase the accuracy, which is 400 Hz (Outer Marker) / Modulate at 1,300 Hz (Middle Marker) / 3,000 Hz (Inner Marker).
- VHF ultra-high frequency
- the control module 114 of the drone 100 of the present invention when operating in the MB measurement mode, the flight path used when measuring the LLZ signal and the GP signal used when measuring the LLZ signal as shown in FIG.
- the drone 100 to fly along the path, and transmits the GPS position information when the MB signal is received to the ground station analysis center server 200. For example, if the GPS position information of point 3-1 and the GPS position information of point 3-2, which are both ends of the flight path, are input into the drone 100, the drone 100 may start from the point 3-1. By horizontally flying point 3-2, it is measured whether the MB signal is received, and transmits the measurement position and signal strength to the ground station analysis center server 200.
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Abstract
본 발명의 실시 형태는 활주로의 비행 경로를 따라 비행하면서, 활주로의 중심선의 정보를 제공하는 LLZ 신호(LLZ signal), 활공각 정보를 제공하는 GP 신호(GP signal), 마커 비컨의 위치 정보를 제공하는 MB 신호(MB signal)를 포함한 ILS 신호를 측정하여 지상국 분석 센터 서버로 무선 전송하는 드론; 및 상기 드론으로부터 측정되는 LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호를 포함한 ILS 신호를 수신하여, 수신된 LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호를 출력하는 지상국 분석 센터 서버;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 ILS 신호 분석 시스템으로서, 드론을 이용한 계기착륙 신호를 분석하는 시스템에 관한 것이다.
계기착륙시스템(ILS;Instrument Landing System)은 지상에 설치된 장치가 접근이나 착륙을 위해 진입하는 항공기에 대하여 지향성 전파를 발생시킴으로써, 항공기가 활주로로 진입하는 방향 및 각도를 알려준다.
도 1은 기존의 ILS의 구성을 나타낸 구성도이다. 항공기(5)의 정밀 접근 및 착륙을 위한 신호측정기술로, ILS는 활주로(4)의 중심선의 정보를 제공하는 로컬라이저(1)(Localizer), 활공각 정보를 제공하는 글라이드 패스(2)(Glide Path), 및 위치정보를 제공하는 마커 비컨(3)(Marker Beacon)을 포함하여 구성된다.
로컬라이저(1)는 지상에 설치된 송신기와 항공기(5)의 수신기가 한 쌍이 되어 구성된다. 송신기가 108~112Mhz의 주파수 반송파를 이용하여 90Hz, 150Hz의 신호로 오디오 신호를 변조해 안테나를 통해 송신하면, 항공기(5)의 수신기가 이를 수신하여 90Hz, 150Hz의 신호가 나타나는 지점이 착륙 시 수평진입경로가 되게 함으로써, 활주로(4)에 접근하는 항공기(5)에게 활주로(4) 중심선정보를 제공해 주는 기능을 수행한다.
글라이드 패스(2)는 로컬라이저(1)와 유사하게 항공기(5)의 착륙 시 수직 진입경로의 정보를 제공해 주는 기능을 수행하는 시설이며 활주로(4)에 착륙하기 위하여 접근중인 항공기(5)에게 가장 안전한 착륙각도인 3도의 활공각 정보를 제공한다.
마커 비컨(3)은 항공기(5)가 항공로 또는 계기비행 중에 조종사에게 특정지점의 통과를 알리기 위한 기능을 수행하며 지상의 마커비컨(3)과 항공기(5)의 수신기로 구성된다.
상술한 ILS의 신호특성은 여러 개의 배열안테나에서 개별적으로 송신된 신호가 공간상에서 공간변조 되어 생성하고자 하는 신호를 형성한다. 형성된 신호가 정상적이지 못한 경우 항공기의 추락사고가 발생될 수 있으며 실제 괌에서 발생된 2013년 샌프란시스코 공항에서 아시아나 항공 보잉777기 추락사고는 비정상적인 ILS 신호를 수신하여 발생한 사고로 여겨진다.
따라서 계기착륙시스템(ILS;Instrument Landing System)은 비행기가 활주로에 착륙하기 위해 유도하는 공항에 중요한 장비로 주기적으로 점검을 해야 한다.
물론 장비자체 내에 고장을 점검하고 표시/지시하는 기능이 내장되어 있으나 주기적으로 점검 비행기를 통하여 실제 비행공간상의 ILS 신호 품질을 점검 측정하는 작업을 수행하여 장비의 안정성을 확보한다.
우리나라 공항의 예를 들면 ILS 장비 초기설치 시에 비행점검(점검 비행기를 통한 공간상의 신호 품질 적합성 검사)을 받고 추후 3개월 뒤에 다시 받으며 운영을 계속하면서 지속적으로 빠르게는 6개월에 한번씩 비행점검을 받는다. 비행점검을 받아야지만 장비를 공항에서 운용할 수 있기 때문이다.
기본적으로 비행점검을 받기에는 많은 비용과 시간이 소요되며 또한 비행점검을 요청하여 실패하면 추가적으로 많은 비용과 시간이 소모될 수 밖에 없다.
그런데 운영자들이 점검 비행기의 도움이 없이 공간상의 신호 패턴을 점검하는 방법은 시뮬레이션을 돌려 가상적 계산을 하여 추측을 하거나 지상에서 측정 장비를 이용한 측정값을 토대로 공간상의 패턴을 추측하는 방법만이 존재했다.
그러나 이러한 시뮬레이션 측정 방식은 계기착륙시스템(ILS)의 신호 패턴을 직접 측정하여 평가하는 것이 아니라 시뮬레이션 측정에 불과하여 계기착륙시스템(ILS)의 정확한 신호 품질 평가가 이루어지지 않는 문제가 있다.
본 발명의 기술적 과제는 운영자가 원할 때마다 적은 비용에 공간상의 ILS 측정 데이터를 획득할 수 있는 수단을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 형태는 활주로의 비행 경로를 따라 비행하면서, 활주로의 중심선의 정보를 제공하는 LLZ 신호(LLZ signal), 활공각 정보를 제공하는 GP 신호(GP signal), 마커 비컨의 위치 정보를 제공하는 MB 신호(MB signal)를 포함한 ILS 신호를 측정하여 지상국 분석 센터 서버로 무선 전송하는 드론; 및 상기 드론으로부터 측정되는 LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호를 포함한 ILS 신호를 수신하여, 수신된 LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호를 출력하는 지상국 분석 센터 서버;를 포함할 수 있다.
상기 지상국 분석 센터 서버는, 상기 LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호의 스트럭쳐(structure)를 시각화하여 표시함을 특징으로 할 수 있다.
상기 드론은, 비행 날개체를 구비하여, ILS 신호 측정 대상의 활주로 비행 경로를 입력받아 입력된 활주로 비행 경로를 따라 비행하는 드론 본체; 상기 드론 본체에 탑재되어, GPS 위성 신호를 수신하여 GPS 위치 정보를 생성하는 GPS 모듈; 상기 드론 본체에 탑재되어, LLZ 측정 모드에서는 상기 로컬라이저 신호를 측정하며, GP 측정 모드에서는 GP 신호를 측정하며, MB 측정 모드에서는 마커 비컨 신호를 측정하는 ILS 신호 측정 모듈; 상기 드론 본체에 마련되어, 상기 지상국 분석 센터 서버와 무선 통신하는 무선 송수신 모듈; 및 상기 드론 본체에 마련되어, 상기 GPS 위치 정보, LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호를 상기 지상국 분석 센터 서버로 무선 전송하는 제어 모듈;을 포함할 수 있다.
상기 드론의 제어 모듈은, 신호 측정이 이루어져야 하는 GPS 위치 정보인 GPS 측정 요청 위치를 상기 지상국 분석 센터 서버로부터 수신하여, 상기 지상국 분석 센터 서버로부터 수신된 GPS 측정 요청 위치에 드론이 배치되어 비행하도록 할 수 있다.
상기 드론의 제어 모듈은, 상기 LLZ 측정 모드로 동작시에, 미리 설정된 고도를 유지하며 활주로를 따라 수평으로 이동하며 LLZ 신호의 스트럭쳐(structure)를 측정하며, 미리 설정된 고도를 유지하며 활주로의 직각된 방향으로 수평으로 이동하며 LLZ 신호의 너비폭(width)을 측정할 수 있다.
상기 드론의 제어 모듈은, 상기 GP 측정 모드로 동작시에, 1대의 드론을 이용하여 GP 신호를 측정하는 경우, GP 신호의 송신 경로인 활공각을 가지는 비행 경로를 따라 비행하면서 GP 신호를 측정하며, 복수대의 드론을 이용하여 GP 신호를 측정하는 경우, 상기 활공각을 가지는 비행 경로 상에 동일 간격으로 드론을 배치하여 고정 비행하면 GP 신호를 측정할 수 있다.
상기 지상국 분석 센터 서버는, 상기 드론으로부터 수신한 ILS 신호에 이상이 있다고 판정하는 경우, 이상 ILS 신호를 수신한 GPS 위치 지점을 GPS 측정 요청 위치로 하여 상기 드론의 무선 송수신 모듈로 전송하며, 상기 드론의 제어 모듈은, 수신한 GPS 측정 요청 위치로 이동하여 이동된 지점에서 제자리 비행하면서 측정되는 ILS 신호를 상기 지상국 분석 센터 서버로 무선 전송할 수 있다.
상기 드론의 제어 모듈은, 상기 MB 측정 모드로 동작 시에, 상기 LLZ 신호를 측정할 때 이용된 비행 경로와 GP 신호를 측정할 때 이용된 비행 경로를 따라서 드론이 비행하도록 하며, MB 신호가 수신될 때의 GPS 위치 정보를 상기 지상국 분석 센터 서버로 전송할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 공항 장비 운영자들이 미리 실제 비행 공간상의 ILS 신호품질을 측정하여 이를 기반으로 ILS 장비 운영을 쉽고 빠르게 할 수 있다. 또한 비행점검 시 측정값을 토대로 ILS 장비 신호를 조정하여 공간상의 신호품질이 적합하게 만든다면 실패에 따른 추가 비행점검으로 인한 비용과 시간을 절감할 수 있다. 이와 같이 실제 항공기가 상공에서 받는 신호 점검을 지상에서 운영자가 수시로 측정하여 확인하고 분석할 수 있도록 함으로써, 항행안전시설의 신뢰성 확보와 효율적인 관리는 물론 항공기의 안전한 착륙을 유도함으로써, 승객의 안전 확보를 도모할 수 있다.
도 1은 기존의 ILS의 구성을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 드론을 이용한 ILS 신호 분석 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 드론의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 드론의 구성 블록도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 드론을 이용하여 활주로의 LLZ 신호의 스트럭쳐를 측정하는 모습을 도시한 그림.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 드론을 이용하여 활주로의 LLZ 신호의 너비폭을 측정하는 모습을 도시한 그림.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 1대의 드론을 이용하여 활주로의 GP 신호를 측정하는 모습을 도시한 그림.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 여러대의 드론을 이용하여 활주로의 GP 신호를 측정하는 모습을 도시한 그림.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 드론을 이용하여 활주로의 MB 신호를 측정하는 모습을 도시한 그림.
활주로의 비행 경로를 따라 비행하면서, 활주로의 중심선의 정보를 제공하는 LLZ 신호(LLZ signal), 활공각 정보를 제공하는 GP 신호(GP signal), 마커 비컨의 위치 정보를 제공하는 MB 신호(MB signal)를 포함한 ILS 신호를 측정하여 지상국 분석 센터 서버로 무선 전송하는 드론; 및 상기 드론으로부터 측정되는 LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호를 포함한 ILS 신호를 수신하여, 수신된 LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호를 출력하는 지상국 분석 센터 서버; 를 포함하는 드론을 이용한 ILS 신호 분석 시스템을 제공한다.
이하, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 드론을 이용한 ILS 신호 분석 시스템의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 드론의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 드론의 구성 블록도이다.
계기착륙시스템(ILS;Instrument Landing System)의 신호 측정을 위해서 가장 좋은 방법은 하늘의 비행기에서 실제 측정하는 것이 가장 정확한 방법이다. 하지만 점검 비행기가 많지도 않을뿐더러 예약을 하여 바로 이용할 수도 없고 비용 또한 많이 소요된다. 이에 ILS 장비 운영자들은 손쉽고 빠르고 적은 비용에 ILS 신호 측정 장비가 필요한 상황이다.
이에 본 발명은 드론에서 ILS 신호를 측정하여 지상의 신호 분석 기기로 무선 전송해주어, 정확한 ILS 신호 측정이 이루어지도록 한다.
본 발명의 ILS 신호 분석 시스템은, 지상국 분석 센터 서버(200)와 드론(100)을 구비한다.
지상국 분석 센터 서버(200)는, 지상에 마련된 컴퓨터 연산 장치와 모니터 장치로서, 드론(100)으로부터 측정되는 LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호를 포함한 ILS 신호를 무선 수신하여, 수신된 LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호를 출력한다. 지상국 분석 센터 서버(200)는 LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호의 스트럭쳐(structure)를 시각화하여 표시할 수 있다. 따라서 ILS 신호 분석가는, LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호 각각을 시각적으로 확인하여 신호 출력에 문제가 있는지 없는지를 직관적으로 파악할 수 있다. 여기서 스트럭쳐(structure)를 시각화하여 표시한다는 것은, 각 LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호의 분포 구조를 스펙트럼으로서 표시할 수 있다.
드론(100)은, 활주로의 비행 경로를 따라 비행하는 무인 비행체로서, 드론(100)의 크기나 드론(100)의 형상은 다양하게 적용될 수 있으며, 그 크기나 형상이 제한되는 것은 아니다. 드론(100)은, 활주로 중심선의 정보를 제공하는 LLZ 신호(LLZ signal), 활공각 정보를 제공하는 GP 신호(GP signal), 마커 비컨의 위치 정보를 제공하는 MB 신호(MB signal)를 포함한 ILS 신호를 측정하여 지상의 지상국 분석 센터 서버(200)로 무선 전송한다.
이를 위하여 드론(100)은 도 4에 도시한 바와 같이, 드론 본체(100a), GPS 모듈(111), ILS 신호 측정 모듈(112), 무선 송수신 모듈(113), 제어 모듈(114), 및 배터리(120)를 포함할 수 있다.
드론 본체(100a)는, 비행 날개체를 구비하여, ILS 신호 측정 대상의 활주로 비행 경로를 입력받아 입력된 활주로 비행 경로를 따라 비행하는 무인 비행체이다. 비행 날개체는 공지된 바와 같이 모터의 회전에 의하여 회전하게 되고 따라서 드론 본체(100a)는 비상하여 비행할 수 있게 된다.
GPS 모듈(111)은, 드론 본체(100a)에 탑재되어, GPS 위성 신호를 수신하여 GPS 위치 정보를 생성한다. 적어도 세 개 이상의 GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신하여 드론(100)의 위치인 GPS 위치 정보를 생성한다.
ILS 신호 측정 모듈(112)은, 드론 본체(100a)에 탑재되어, LLZ 측정 모드에서는 상기 로컬라이저 신호를 측정하며, GP 측정 모드에서는 GP 신호를 측정하며, MB 측정 모드에서는 마커 비컨 신호를 측정한다. 이를 위하여 ILS 신호 측정 모듈(112)은, 안테나(antenna), RF모듈, DSP(Digital Signal Process)를 구비하여 안테나를 통해 ILS 신호를 측정한다.
무선 송수신 모듈(113)은, 드론 본체(100a)에 마련되어, 지상국 분석 센터 서버(200)와 무선 통신하는 모듈이다. 측정된 GPS 위치 정보, LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호를 지상국 분석 센터 서버(200)로 무선 전송하며, 또한 신호 측정이 이루어져야 하는 GPS 위치 정보인 GPS 측정 요청 위치를 지상국 분석 센터 서버(200)로부터 수신할 수 있다. 즉, 지상국인 지상국 분석 센터 서버(200)로부터 사용자 명령을 수신할 수 있다.
이러한 무선 통신은, 기지국(BTS;Base Transceiver Station), 이동교환국(MSC;Mobile Switching Center), 및 홈 위치 등록기(HLR;Home Location Register)으로 이루어진 무선 이동통신망으로 이루어질 수 있다. 또는 적외선 통신(Infrared Radiation), 와이파이 통신 등의 근거리 무선 통신이 사용될 수 있으며, 이러한 무선 통신 방식은 다양한 무선 통신 방식이 적용될 수 있다.
제어 모듈(114)은, 드론 본체(100a)에 마련되어, 측정된 GPS 위치 정보, LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호를 지상국 분석 센터 서버(200)로 무선 전송한다. 또한 제어 모듈(114)은, 신호 측정이 이루어져야 하는 GPS 위치 정보인 GPS 측정 요청 위치를 지상국 분석 센터 서버(200)로부터 수신할 수 있다. 따라서 제어 모듈(114)은, 지상국 분석 센터 서버(200)로부터 수신된 GPS 측정 요청 위치에 드론(100)이 배치되어 비행하도록 제어할 수 있다.
이러한 GPS 모듈(111), ILS 신호 측정 모듈(112), 무선 송수신 모듈(113), 및 제어 모듈(114)은 도 3에 도시한 바와 같이 별도의 탑재함(110)에 마련되어 드론(100)에 탑재될 수 있다. 이러한 탑재함(110)은 도면과 같이 드론 본체의 하단에 마련될 수 있으며, 또는 드론 본체의 상단이나 측면에 마련될 수 있으며, 그 탑재 위치는 다양한 변형예가 가능하다.
배터리(120)는, 비행 날개체, GPS 모듈(111), ILS 신호 측정 모듈(112), 무선 송수신 모듈(113), 제어 모듈(114) 각각에 구동 전력을 제공하는 전원 공급을 위한 충방전 저장체이다.
이하 도 5 내지 도 9에서는, 본 발명의 드론(100)을 이용하여 LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호를 측정하는 방법을 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 드론을 이용하여 활주로의 LLZ 신호의 스트럭쳐를 측정하는 모습을 도시한 그림이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 드론을 이용하여 활주로의 LLZ 신호의 너비폭을 측정하는 모습을 도시한 그림이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 1대의 드론을 이용하여 활주로의 GP 신호를 측정하는 모습을 도시한 그림이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 여러대의 드론을 이용하여 활주로의 GP 신호를 측정하는 모습을 도시한 그림이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따라 드론을 이용하여 활주로의 MB 신호를 측정하는 모습을 도시한 그림이다.
1. LLZ 신호의 측정 실시예(도 5 및 도 6 참조)
방위각 제공 시설(LLZ;Localizer)는, 항공기가 계기 착륙 방식으로 착륙할 때 항공기에게 활주로 중심선을 제공하는 지향성 VHF 지상 안테나 시설이다. 지상에 설치된 로컬라이저 비컨과 항공기에 설치된 로컬라이저 수신기로 구성된다. 방위각 제공 시설(LLZ;Localizer)에서 제공하는 LLZ 신호는 108~112MHz, 출력 20W로 송신될 수 있다.
본 발명의 드론(100)의 제어 모듈(114)은, LLZ 측정 모드로 동작시에, 도 5에 도시한 바와 같이 미리 설정된 고도를 유지하며 활주로를 따라 수평으로 이동하며 LLZ 신호의 스트럭쳐(structure)를 측정하도록 한다. 예를 들어, 비행 경로의 양 끝단인 제1-1지점의 GPS 위치 정보와 제1-2지점의 GPS 위치 정보를 드론(100)에 입력하면, 드론(100)은 12ft 높이로 고정하여 제1-1지점부터 제1-2지점을 수평 비행하여 측정되는 LLZ 신호를 지상국 분석 센터 서버(200)로 전송한다.
또한 드론(100)의 제어 모듈(114)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 미리 설정된 고도를 유지하며 활주로의 직각된 방향으로 수평으로 이동하며 LLZ 신호의 너비폭(width)을 측정할 수 있다. 예를 들어, 활주로의 직각된 방향의 양 끝단인 제1-3지점의 GPS 위치 정보와 제1-4지점의 GPS 위치 정보를 드론(100)에 입력하면, 드론(100)은 12ft 높이로 고정하여 제1-3지점부터 제1-4지점을 수평 비행하여 측정되는 LLZ 신호를 지상국 분석 센터 서버(200)로 전송한다.
2. GP 신호의 측정 실시예(도 7 및 도 8 참조)
활공각 제공 시설(GP;Glide Path)은, 활주로에 착륙하기 위한 항공기에 가장 안전한 3°의 활공각 정보를 제공하는 UFH시설이다. 강하로상에 항공기가 있으면 기상 지시기의 지침은 밑으로, 밑에 있으면 위로 기울이고, 지침이 수평에 있으면 강하로에 있는 것이 된다. 활공각 제공 시설(GP;Glide Path)에서 방사되는 GP 신호의 사용 주파수는 328.6~335.5MHz의 UHF 대역이며 출력은 10W 정도이다.
드론(100)의 제어 모듈(114)은, GP 측정 모드로 동작시에, 1대의 드론(100)을 이용하여 측정하거나, 또는 여러대의 드론(100)을 동시에 이용하여 측정할 수 있다.
1대의 드론(100)을 이용하여 GP 신호를 측정하는 경우, 도 7에 도시한 바와 같이 1대의 드론(100)이 GP 신호의 송신 경로인 활공각을 가지는 비행 경로를 따라 비행하면서 GP 신호를 측정한다. 예를 들어, 활공각을 따르는 비행 경로의 양 끝단인 제2-1지점의 GPS 위치 정보와 제2-2지점의 GPS 위치 정보를 드론(100)에 입력하면, 드론(100)은 제2-1지점부터 제2-2지점을 수평 비행하여 측정되는 GP 신호를 지상국 분석 센터 서버(200)로 전송한다.
만약, 측정 결과 어느 특정 지점의 GP 신호가 문제가 있다고 판단되면, 드론(100)은 해당 지점으로 이동하여 GP 신호를 정밀하게 측정할 수 있다.
이를 위하여 지상국 분석 센터 서버(200)는, 상기 드론(100)으로부터 수신한 ILS 신호에 이상이 있다고 판정하는 경우, 이상 ILS 신호를 수신한 GPS 위치 지점을 GPS 측정 요청 위치로 하여 드론(100)의 무선 송수신 모듈(113)로 전송한다. 그러면, 드론(100)의 제어 모듈(114)은, 수신한 GPS 측정 요청 위치로 이동하여 이동된 지점에서 제자리 비행하면서 재측정되는 ILS 신호를 지상국 분석 센터 서버(200)로 무선 전송한다.
예를 들어, 지상국 분석 센터 서버(200)는, 신호 분석에 문제가 된 문제 발생 지점인 A 지점(#A)의 GPS 위치 정보를 드론(100)에 전송하면, 드론(100)은 요청된 A 지점(#A)으로 이동하여 실시간으로 측정되는 GP 신호를 전송한다. 따라서 지상국의 사용자는 디스플레이되는 GP 신호를 열람하고, 활공각 제공 시설(GP) 장비를 조정하거나 문제되는 부분의 스트럭쳐 패턴(structure pattern)을 조정한다. 그 후 GP 신호의 스트럭쳐(structure)를 재측정하여 제대로 조정이 되었는지 최종 확인하고, 문제 발생시 상기의 교정을 2~3번 반복 수행한다.
이러한 문제 발생 지점으로 복귀하여 GP 신호를 측정하고 장비 교정하는 방식은, 다른 LLZ 신호나 MB 신호 측정 시에도 마찬가지 방식으로 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
한편, 복수대의 드론(100)을 이용하여 GP 신호를 측정하는 경우, 도 8에 도시한 바와 같이 활공각을 가지는 비행 경로 상에 동일 간격으로 드론(100)을 배치하여 고정 비행하면 GP 신호를 측정한다. 예를 들어, 활공각을 따르는 비행 경로상의 제2-1지점, 제2-2지점, 제2-3지점, 제2-4지점, 제2-5지점 GPS 위치 정보를 각각의 드론(100)에 입력하면, 각 드론(100)은 입력된 지점에 배치되어 제자리 비행하면서 측정되는 GP 신호를 지상국 분석 센터 서버(200)로 전송한다.
3. MB 신호의 측정 실시예(도 9참조)
마커 비컨 시설(MB;Marker Beacon)은, 지향성이 강한 전파를 특정한 지점의 상공에 수직으로 발사하고 이것을 항공기가 수신하면 램프의 점등과 신호음 등으로 그 진입로상의 통과 위치 정보를 제공하는 장치이다. 마커 비컨 시설(MB;Marker Beacon)에서 방사되는 MB 신호는 75MHz의 초단파(VHF) 대역의 전파를 반송파로 사용하여 공전 등의 장애로 인한 영향을 줄이고, 또한 정밀도를 높여서 이것을 400Hz(Outer Marker)/1,300Hz(Middle Marker)/3,000Hz(Inner Marker)로 변조한다.
이러한 마커 비컨 시설(MB;Marker Beacon)은, OuterMarker(외방 표지소), Middle Marker(중방 표지소), Inner Marker(내방 표지소)가 마련될 수 있다.
OuterMarker(OM;외방 표지소)는, 착륙 진입 경로 상의 약 8km 지점에 설치되면 변조 주파수는 400Hz이다. 변조된 모오스 신호의 Dash(-)음을 초당 2회씩 연속 송신한다. 항공기 탑재 마커 수신기는 소리로 알리면서 동시에 자주색 램프가 점멸된다.
Middle Marker(MM;중방 표지소)는, 착륙 진입경로 상의 약 1km(3500ft) 지점에 설치되며 변조 주파수는 1,300Hz이다. Dash와 Dot음을 초당 2회씩 연속 송신한다.
Inner Marker(OM;내방 표지소)는, 착륙 진입경로상의 약 300m 지점에 설치되며 변조 주파수는 3,000Hz이다. 신호음을 초당 6회씩 연속 송신한다. 백색 램프가 점멸된다.
본 발명의 드론(100)의 제어 모듈(114)은, MB 측정 모드로 동작 시에, 도 9에 도시한 바와 같이 LLZ 신호를 측정할 때 이용된 비행 경로와 GP 신호를 측정할 때 이용된 비행 경로를 따라서 드론(100)이 비행하도록 하며, MB 신호가 수신될 때의 GPS 위치 정보를 지상국 분석 센터 서버(200)로 전송한다. 예를 들어, 비행 경로의 양 끝단인 제3-1지점의 GPS 위치 정보와 제3-2지점의 GPS 위치 정보를 드론(100)에 입력하면, 드론(100)은 제3-1지점부터 제3-2지점을 수평 비행하여 MB 신호가 수신되는지를 측정하여 측정 위치 및 신호 세기를 지상국 분석 센터 서버(200)로 전송한다.
상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.
본 발명은 운영자가 원할 때마다 적은 비용에 공간상의 ILS 측정 데이터를 획득할 수 있는 최적의 발명이다.
Claims (8)
- 활주로의 비행 경로를 따라 비행하면서, 활주로의 중심선의 정보를 제공하는 LLZ 신호(LLZ signal), 활공각 정보를 제공하는 GP 신호(GP signal), 마커 비컨의 위치 정보를 제공하는 MB 신호(MB signal)를 포함한 ILS 신호를 측정하여 지상국 분석 센터 서버로 무선 전송하는 드론; 및상기 드론으로부터 측정되는 LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호를 포함한 ILS 신호를 수신하여, 수신된 LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호를 출력하는 지상국 분석 센터 서버;를 포함하는 드론을 이용한 ILS 신호 분석 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 지상국 분석 센터 서버는,상기 LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호의 스트럭쳐(structure)를 시각화하여 표시함을 특징으로 하는 드론을 이용한 ILS 신호 분석 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 드론은,비행 날개체를 구비하여, ILS 신호 측정 대상의 활주로 비행 경로를 입력받아 입력된 활주로 비행 경로를 따라 비행하는 드론 본체;상기 드론 본체에 탑재되어, GPS 위성 신호를 수신하여 GPS 위치 정보를 생성하는 GPS 모듈;상기 드론 본체에 탑재되어, LLZ 측정 모드에서는 상기 로컬라이저 신호를 측정하며, GP 측정 모드에서는 GP 신호를 측정하며, MB 측정 모드에서는 마커 비컨 신호를 측정하는 ILS 신호 측정 모듈;상기 드론 본체에 마련되어, 상기 지상국 분석 센터 서버와 무선 통신하는 무선 송수신 모듈; 및상기 드론 본체에 마련되어, 상기 GPS 위치 정보, LLZ 신호, GP 신호, 및, MB 신호를 상기 지상국 분석 센터 서버로 무선 전송하는 제어 모듈;을 포함하는 드론을 이용한 ILS 신호 분석 시스템.
- 청구항 3에 있어서, 상기 드론의 제어 모듈은,신호 측정이 이루어져야 하는 GPS 위치 정보인 GPS 측정 요청 위치를 상기 지상국 분석 센터 서버로부터 수신하여, 상기 지상국 분석 센터 서버로부터 수신된 GPS 측정 요청 위치에 드론이 배치되어 비행하도록 함을 특징으로 하는 드론을 이용한 ILS 신호 분석 시스템.
- 청구항 3에 있어서, 상기 드론의 제어 모듈은,상기 LLZ 측정 모드로 동작시에, 미리 설정된 고도를 유지하며 활주로를 따라 수평으로 이동하며 LLZ 신호의 스트럭쳐(structure)를 측정하며, 미리 설정된 고도를 유지하며 활주로의 직각된 방향으로 수평으로 이동하며 LLZ 신호의 너비폭(width)을 측정함을 특징으로 하는 드론을 이용한 ILS 신호 분석 시스템.
- 청구항 3에 있어서, 상기 드론의 제어 모듈은,상기 GP 측정 모드로 동작시에, 1대의 드론을 이용하여 GP 신호를 측정하는 경우, GP 신호의 송신 경로인 활공각을 가지는 비행 경로를 따라 비행하면서 GP 신호를 측정하며,복수대의 드론을 이용하여 GP 신호를 측정하는 경우, 상기 활공각을 가지는 비행 경로 상에 동일 간격으로 드론을 배치하여 고정 비행하면 GP 신호를 측정함을 특징으로 하는 드론을 이용한 ILS 신호 분석 시스템.
- 청구항 6에 있어서, 상기 지상국 분석 센터 서버는,상기 드론으로부터 수신한 ILS 신호에 이상이 있다고 판정하는 경우, 이상 ILS 신호를 수신한 GPS 위치 지점을 GPS 측정 요청 위치로 하여 상기 드론의 무선 송수신 모듈로 전송하며,상기 드론의 제어 모듈은, 수신한 GPS 측정 요청 위치로 이동하여 이동된 지점에서 제자리 비행하면서 측정되는 ILS 신호를 상기 지상국 분석 센터 서버로 무선 전송함을 특징으로 하는 드론을 이용한 ILS 신호 분석 시스템.
- 청구항 3에 있어서, 상기 드론의 제어 모듈은,상기 MB 측정 모드로 동작 시에, 상기 LLZ 신호를 측정할 때 이용된 비행 경로와 GP 신호를 측정할 때 이용된 비행 경로를 따라서 드론이 비행하도록 하며, MB 신호가 수신될 때의 GPS 위치 정보를 상기 지상국 분석 센터 서버로 전송하는 드론을 이용한 ILS 신호 분석 시스템.
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