9. 충돌회피장치 및 성능기반항행

충돌회피장치(ACAS/TCAS)

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ACAS의 원리

자신의 항공기 주변공간에 1030MHz 의 질문신호(Interrogator) 를 발사하고 Transponder를 장착한 항공기로부터 1090MHz 의 응답신호를 받아 반송파에 포함된 거리, 고도 및 방위정보를 분석하여 상대방 항공기의 비행경로를 산출하고 이 경로가 자신의 충돌구역내로 들어올 것으로 예상될 경우 TA/RA 경보를 발령하는 원리입니다.

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ACAS의 개발배경

- 1956년 그랜드 캐년 상공에서 두 여객기간에 공중충돌이 발생했습니다.

→ 항공당국과 항공사가 시스템 개발연구에 착수하였습니다.

- 1978년 샌디에고에서 경항공기와 여객기간에 공중충돌이 발생했습니다.

→ FAA가 1981 년에 TCAS 개발에 착수하였습니다.

- 1986년 캘리포니아에서 자가용항공기와 DC9 항공기간에 공중충돌이 발생했습니다.

→ 미의회에서 1990년 4월 9일부로 TCAS Ⅱ 적용을 승인했습니다.

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ACAS의 종류

ACAS I는 근접 항공기에 대하여 2차원적인 위치정보만을 제공합니다.

ACAS II는 TA와 수직적인 RA정보 제공과 근접 항공기 장비에 따라 고도정보도 제공합니다.

ACAS III는 TA와 수직, 수평적인 RA정보를 제공하며 아직 실용화 단계는 아닙니다.

※ 국제민간항공기구(ICAO)에서는 ACAS(Airborne Collision Avoidance System)로, 미연방항공청(FAA)에서는 TCAS(Traffic Collision Avoidance System)라고 부릅니다.

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경고의 종류

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Traffic Advisories(TA)(35-48초 전)란 조종사가 침입항공기를 인지하게 하여 육안식별토록 도와주며, 향후 RA 발생에 대비하게 하는 경고입니다.

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Resolution Advisories(RA)(15-35초 전)란 침입항공기를 회피하기 위하여 조종사로 하여금 항공기를 기동하도록 하는 경고입니다.

* 위 내용은 국토교통부 정책 Q&A의 “공중충돌경고장치(ACAS)의 개발 및 운용방법은?” 내용을 기반으로 하였습니다.

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성능기반항행(PBN ; Performance Based Navigation)

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정의와 개념

성능기반항행(PBN)은 모든 지역항법(RNAV) 운항을 포함하는 용어로 RNAV와 RNP 운항형태로 구분됩니다. RNAV와 RNP는 비행방식 면에서 동일하나 RNP는 항공기 “자체 성능감시 및 경보기능”(Onboard Performance Monitoring and Alerting, OPMA)과 위성항법(GNSS) 성능을 추가로 요구합니다.

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OPMA 기능이란 항공기에 탑재된 장비에 의해 제공되는 항공로 이탈에 대한 모니터링과 경보의 기능을 의미합니다. 비행 중인 항공기가 해당 항로로 정확히 비행중인지 감시하고 항로로부터 일정 거리 이상을 이탈할 시 조종사에게 경고해주는 기능입니다.

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지역항법은(RNAV)은 지상항행시설의 방위(VOR)/거리(DME), 항공기 관성항법장치(INS) 등을 이용하여 위치를 확인하는 방법으로 지상에 설치된 항행안전시설의 전파를 이용하여 비행하는 재래식 방식과 비교됩니다. 현재의 항공기는 탑재된 전자장비에 목적지 및 경유 지점의 좌표만 입력하면 시스템이 지속적으로 현재위치를 계산하면서 입력된 지점으로 비행할 수 있는 능력을 보유하고 있습니다.

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지역항법(RANV) 적용시 항공기의 위치파악 방법

지역항법은 지상항행시설(VOR, DME 등), 관성항법장비(INS), 또는 항법위성(GNSS) 등을 단독으로 또는 복합적으로 이용하여 위치를 계산합니다.

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지상 항행안전시설

지상의 전방향무선표지지설(VOR/DME) 또는 2개 이상의 거리측정장비(DME)이 제공하는 방위 및 거리정보를 계산하여 항공기의 위치를 파악할 수 있습니다. 이 경우 시설의 정확한 위치(좌표)가 항공기의 항행 데이터베이스에 사전 입력되어 있어야 합니다.

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관성항법장비

비행기가 움직이는 동안 가속도를 측정한 후 최초위치 대비 비행거리를 계산하여 현재 위치를 파악할 수 있습니다. ''자이로스코프'(Gyroscope)를 사용하는 INS와 보다 정밀한 '자이로레이저'(Gyrolaser)를 사용하는 IRU가 있습니다.

 

인공위성

4~6개의 위성으로부터 제공받은 데이터(위성의 위치, 시간정보)를 RNAV 시스템이 계산하여 항공기 위치를 파악할 수 있으며, 대표적인 위성으로는 GPS(미국), Galileo(유럽), GLONASS(러시아)가 있습니다.