급증하고 있는 드론(무인항공기) 분야의 기술 개발과 보급이 활발해지는 효과의 반대급부로서 기존의 유인 항공기 운항의 안전이 위협받고 있다. 본 논문에서는 초경량/소형 드론이 비행하도록 지정된 저고도 공역에 대한 현 제도의 문제를 분석하고 드론의 비행 증가에 따른 항공안전을 확보하기 위한 저고도 공역 재설정을 포함한 공역 제도 개선 방안을 제안한다.
시시각각으로 변화하는 도시지역의 변화 모니터링이나 신속한 피해현황 정보 취득이 필요한 재난지역을 관측하기 위하여 저고도 항공촬영기술이 개발되고 있다. 저고도 촬영시스템은 대상지역을 보다 상세하게 촬영할 수 있고 관측시기를 자율적으로 조절할 수 있는 장점을 갖고 있다. 특히 성능, 안전성, 내구성, 휴대성 측면에서 기능이 향상되고 있는 회전익 무인헬기는 이동성과 접근성이 뛰어나고 안전하게 근접촬영이 가능하여 근거리 사진측량용 탑재체로 각광받고 있다. 본 연구에서는 대상지역을 신속하고 경제적으로 관측할 수 있는 저고도촬영시스템을 개발하여 영상자료를 취득하고, 기하보정과 영상모자이크 기법을 적용하여 영상지도를 제작하는 방안을 제시하였다.
오늘날 기동하는 장갑부대 및 기계화부대등 고가의 군사자산 보호는 제5의 위협으로 상정한바 있는 지상공격기(항공기, 유도미사일, 무인항공기 등)의 다양한 공격위협과 교전할 수 있는 전천후 방공능력이 절실히 요구되고 있기 때문에 서방 선진국은 저고도용 지대공 미사일(스팅어, 스타버스트, 미스트랄, RBS-70, 이글라 등)개발과 단일 장갑 차량에 "복합 방공무기체계"를 경쟁적으로 개발 및 운용하고, 중단거리 기동 방공체계를 연구 개발중이다. 특히 고도로 유동적인 장차전의 전장환경에서 적은 최신 무기로 공중침투 공격을 감행할 것으로 예상된다. 따라서 이 글에서는 선진국의 "저고도 대공방어 무기체계"를 고찰하고자 한다.
드론의 폭발적 수요 증가로 인하여 저고도 공역에서 운항하고 있는 기존 항공기 및 국가 중요시설 안전에 큰 위협을 초래하고 있다. 저고도 공역 드론 안전위협의 종류 및 정도를 판단하기 위하여 각 분야의 항공종사자를 대상으로 저고도 공역 운항시 드론으로 부터의 위협 종류 및 형태를 AHP (analysis hierachy process) 분석을 통하여 가중치를 평가하고자 한다. 드론으로부터의 위협요소 계층도 구성은 항공선진국인 유럽 항공안전기구 (EASA)에서 선행 연구된 특정 운영 위험평가 SORA(specific operation risk assessment process) 기법을 활용하여 설계하였다. 이를 바탕으로 각 항공기 운항 및 임무수행간 사전 위해요인을 식별 제거함으로써, 기존 항공기들의 저고도 안전 운항을 확보할 수 있을 것이다.
본 논문에서는 저고도 탐지레이다 센서체계의 주파수 합성기는 송수신 장치의 기준 주파수원으로 이용될 국부 발진 주파수들을 생성해 내는 주파수 합성부에 대해 설명되었다. 주파수 합성기의 성능을 평가하기위하여 각 주파수 원들의 위상잡음 특성과 주파수 합성기의 스위칭 시간을 신호 혼합기를 이용하여 측정 하였으며, 그 결과 설계 시 제시한 30(usec)이하인 약18usec의 스위칭 시간이 대부분을 차지함을 알 수 있었다. 주파수 합성기에서 생성된 최종 출력 주파수는 저고도 탐지 레이다의 송수신 장치의 국부발진 주파수로 이용되므로 출력 레벨의 flatness를 측정하여 분석한다.
다중 빔 탐색 3D 레이다는 디지털 빔 형성 기술을 이용하여 수신시 적층 빔을 형성하는 최신의 3D 레이다 기술이다. 본 논문에서는 다중 경로 환경 상태에서 다중 빔 3D 레이다의 저고도 표적의 고도 추출을 위한 방법을 제안하고 고찰해 보고자 한다. 다중 빔 레이다에서 저고도 표적에서 발생하는 다중 경로 전파 및 레이다 신호 발생 모델링에 대해 기술하고, 거울 반사 상황에서 효과적으로 표적 고도를 추출하기 위해 nelder-mead simplex multipath reduction(NMSMR) 기법에 대해 기술한다. 제안된 알고리듬의 성능을 다양한 표적 고도와 레이다 주파수에 대해 시뮬레이션으로 확인하였다.
연구지역인 대관령 서쪽 산지 사면은 진부에서 동쪽으로 고속도로를 따라 약 21km 떨어진 대관령까지이며 해발고도는 500∼900m 지형경사는 3.3%이다. 1989년 5월∼1992년 5 월에 진부에서 대관령 쪽으로 영동고속도로를 따라 진부(고도 544m) 간평기(고도 576m) 유 천리(고도 600m) 싸리재(고도800m) 대관령(고도 842m)등의 5개지점을 정하여 일 강수량을 측정하였다 각 고도별 일 강수량 자료를 기초로 한반도의 지상 기압배치형에 따른 대관령 서쪽 산지의 고도별 강수량 분포의 특성을 고찰하였다,. 이결과를 용약하면 다음과 같다. 총 강수일 258일을 지상 기압배치형(기압골, 저기압, 시베리아고기압, 장마전선, 고기압, 태풍, 오호츠크해고기압)에 따라 7가지 형으로 분류하였다, 이들중 기압골이 나타난 날이 113일로 제일 많고 오호츠크해고기압이 나타난 날은 8일로 가장적었다. 고도별 일평균 강수량은 태 풍이 나타났을 때 17,5∼54,4mm로 제일많았고 시베리아고기압이 나타났을 때는 5.9∼ 19.8mm로 제일 적었다, 대관령 서쪽 산지 사면에서 강수량이 제일 많은 고도는 대관령이고 제일적은 고도는 간평리이다, 태풍과 오호츠크해고기압이 출현한 경우는 고도가 증가할수록 강수량도 많아졌다. 간평리와 대관령 고도의 강수량 분포에 관한 사례분석(1989.5∼1991.12) 에서 기압골, 저기압, 장마전선등이 나타난 36일 시베리아고기압이 나타난 1일은 간평리가 대관령보다 강수량이 많았다.
항공기의 비행경로 시각화는 저고도 임무나 지형고도에 대한 위협을 해소하기 위하여 널리 사용되는 시스템이다. 하지만, 시스템을 구성하기 위하여 GPS와 방대한 지리정보를 구축해야하는 제약으로 인하여 게임 등의 저가형 시스템에 사용되기에는 불가능하다. 본 논문에서는 비행경로를 경제적으로 시각화하기 위한 오픈소스 기반의 DMM(Digital Moving Map) 시스템을 제한한다. 먼저 X-Plane에서 UDP를 통하여 비행정보를 전달받아 구글어스에서 시연 및 지형고도 정보를 DMM 시스템에 전달한다. DMM 시스템에서는 비행체의 고도와 현 위치의 지형고도를 매핑하여 ArcGIS의 MapServer를 통해 가져온 지도 정보상에 비행경로를 시각화한다. 시간간격에 다른 지형고도와 비행체의 고도 비교를 위하여 별도의 모니터링 화면을 제공한다. 본 논문의 결과물은 게임 및 연구 등의 목적으로 비행경로를 시각화하는 분야에 경제적인 도구로 사용될 수 있을 것이다.
본 연구는 시스템엔지니어링적 접근방법을 통한 저고도 방공자동화체계의 운용아키텍처 개발을 기술한다. 미래 전장은 단일전구 내에서 다수의 다양한 센서체계와 슈터체계가 각각의 그리드를 형성하고, 네트워크기반 전장관리에 의해 지휘통제(C2: Command and Control)되는 신복합시스템 개념으로 변화하고 있다. 미래 위협은 UAV나 순항미사일 그리고 전술탄도미사일과 같이 전략적 효과가 큰 무인 항행체의 사용으로 특성화 될 수 있으며, 저고도 스텔스 순항미사일과 같은 새로운 위협이 등장하게 될 것이다. 이러한 미래 위협에 대한 저고도방공 운용개념 설정은 시스템엔지니어링 기반의 복합적이고 통합적인 접근방법이 요구된다. 이러한 관점에서 본 연구는 임무 및 미래 운용환경의 식별을 통해 운용시나리오를 작성하고 운용요구사항을 도출했으며, 컴퓨터지원 시스템엔지니어링도구인 CORE 5.0을 사용하여 네트워크기반의 저고도 방공자동화체계의 운용아키텍처를 제시했다.
건축설계과정에서의 첫 단계로서 대지조사는 주로 대지와 그 주위 환경의 조사를 통해 이루어진다. 이를 위한 주된 방법으론 전통적인 현장조사와 함께, 최근에는 V-world, Google earth 와 같은 온라인 서비스의 지형데이터와 고해상도 항공사진이 이용된다. 그러나 도심 건축 환경은 변화는 이러한 서비스로만 조사하기에는 그 자율성이 부족하다. 최근 대중화되기 시작한 저가 무인비행체를 활용한 저고도 촬영 시스템은 기존의 고가의 무인비행체로만 가능하였던 고해상도 영상지도와, 3d 데이터 취득 등의 작업이 건축 설계 분야에서도 쉽게 접근 가능하게 하고 있다. 이에 본 논문에서는 저비용 초경량 무인항공기를 활용하여 도심 밀집 지역에서의 신속하고 경제적인 현황조사 방법을 제시하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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