• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제28권2호
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• pp.349-384
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• 2013

1957년 스푸트니크 1호 발사 이후 세계는 우주활동에 대한 국제적 규범의 필요성을 인식하였으며, 유엔은 우주의 평화적 이용위원회를 설립하여 이러한 문제들을 검토하여 왔다. 1960년대는 미소가 군사적 우주활동을 중심으로 하여왔으나, 최근에는 민간의 우주활동들도 상당히 증가되고 있다. 특히, 우주활동으로 인한 사회적, 경제적 혜택은 더욱 가시화됨에 따라, 각국은 우주 활동에 대한 민간 지출을 계속 증가 시키고 있다. 거의 모든 새로운 우주활동에 참여하는 국가들은 사회 및 경제 개발을 지원하기 위해 우주기반 활동에 더욱 중점을 두고 있다. 위성 항법 및 지상관측과 같은 우주활동들은 기존의 민간 우주 프로그램의 핵심이다. 이와 더불어 달 탐사는 중국, 러시아, 인도, 일본 등 우주력이 있는 국가들에게 우선순위가 되어가고 있다. 최근 위성 및 지상 장비를 제조하는 회사들은 상당한 성장을 하고 있다. 중국은 2012년 2월 25일 자체 개발한 지구항법 위성시스템을 위한 열한 번째 위성을 성공적으로 발사하였다. 중국은 1986년에 중국 만리장성 산업주식회사에 부여된 우주활동으로부터 발전하기 시작했다. 중국 항천공사는 1993년 중국의 국가우주국의 설립에 이어, 창설되었다. 일본의 민간우주활동은 1960년에 창설된 국가우주활동위원회에 의해 이루어졌다. 대부분의 활동은 동경대학, 국립항공 우주 연구소 항공과학연구소 및 국립 우주 개발 기구에 의해 수행 되었다. 2003년에 이 모든 활동들은 일본 우주항공개발연구기구(JAXA)로 통합되었다. 일본은 군사적인 우주개발에 대한 제한을 완화하였다. 2012년 6월 일본은 우주기본법을 수정하여 JAXA을 포함한 일본의 우주 정책과 예산을 통제할 수 있는 권한과 조직을 개편하였다. 과거 문화체육부에 소속되어 있던 우주 프로그램의 개발에 대한 책임을 수상직할로 변경하였다. 그리고 JAXA를 규율하던 우주기본법 제4조의 "평화적인 목적으로만 사용" 한다는 조항을 삭제함으로써 비공격적인 군사적 우주활동을 할 수 있게 되었다. 이로써 동아시아의 긴장이 증대되는 시점에서 국가방위를 강화하기 위한 목적에서 우주를 이용하기 위한 가능성을 열어놓았다. 이러한 점에서 아시아의 상업적 우주활동을 발전시키기 위한 협력적 기구 창설이 필요하다.

• 한국항행학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.248-255
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• 2021

2013년 7월 아시아나 OZ 214편 샌프란시스코 국제공항 (SFO) 사고의 주요 원인은 조종사의 잘못된 접근 조작과 항공기 오토트로틀 홀드(autothrottle hold) 모드로 인해 자동 속도 컨트롤(control)이 불가함을 인지 못하였고, 복행 (go-around) 결심이 늦었다는 것이다. 이와 관련하여 B777 POM (pilot operation manual)에는 FAF (final approach fix) 후 FLCH (flight level change) 모드 사용을 제한하고 있다. 본 연구는 QAR (quick access recorder) 데이터 분석 시스템을 활용하여 국내 항공사의 B777 기종에서 2년간 발생한 44건의 해당 이벤트를 분석 한 결과, 정상 강하각 보다 높은 위치에서 조종사가 FLCH 모드를 이용하여 급하게 강하하는 과정에서 해당 이벤트들이 주로 발생하였으며, 항공기 베이스 선회 (base Turn) 시 정상 수직 경로(vertical path)보다 낮은 상태에서도 FLCH 모드를 지속 사용한 예도 있었다. 아울러 공항의 표고가 500 ft 이상의 높은 공항에서 이벤트 발생율이 높은 점을 확인하였다. 이에 본연구에서는 항공기 접근 시의 강하 계획(descent planning), 수직 경로(vertical path) 모니터링의 중요성과 자동항법장치 사용 기준 및 안정 접근 항목(stabilized approach criteria)의 준수로 이벤트 경감방안 마련의 시사점을 도출하고자 한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.28-36
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• 2020

KASS(Korea Augmentation Satellite System)는 국토교통부에서 2014년부터 개발 중인 한국형 위성항법보강시스템이다. KASS는 항공기 안전에 영향을 미칠수 있는 항공용 시스템이기 때문에 KASS의 각 소프트웨어는 안전성 분석을 통해 할당된 DO-178B의 소프트웨어 레벨에 따라 개발이 수행된다. KASS의 하위시스템인 통합운영국의 경우 일부 소프트웨어를 제외하고는 DO-178B 레벨E를 할당 받았으며 DO-178B 레벨E 소프트웨어의 경우 제품 보증을 위해 ECSS-Q-ST-80C 카테고리 D를 준수하여 개발하도록 하고 있다. 본 논문에서는 ECSS-Q-ST-80C를 만족하기 위해 ECSS-E-ST-40C, ECSS-Q-HB-80-04A를 분석하여 KASS 통합운영국 소프트웨어의 제품 보증을 위한 소프트웨어 생명 주기 별 활동 및 소프트웨어 품질 모델, 메트릭을 제안한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권4호
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• pp.310-317
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• 2017

오늘날 다양한 나라에서 위성항법시스템을 운용, 개발하고 있다. 또한 GNSS의 성능향상을 위해 정지궤도위성을 이용하는 SBAS가 운용 중에 있다. 가장 대표적으로 사용되는 SBAS는 미국에서 개발한 GPS의 WAAS이다. SBAS에서는 사용자에게 정확성, 가용성, 연속성, 무결성을 보장하기 위해 다양한 알고리즘이 사용되고 있다. 이 중 위성에 대한 무결성을 보장하기 위한 알고리즘이 있다. 이 알고리즘은 위성오차를 추정하고 보정정보를 생성하여 사용자에게 제공한다. 여기서 위성궤도오차를 3차원으로 추정하게 된다. 이렇게 위성궤도오차를 3차원으로 추정하기 위해서는 기준국 배치가 중요하게 된다. 기준국의 배치가 넓을수록 시선각 벡터가 넓게 분포되어 추정 정확도가 향상될 수 있다. 여기서 대표적 SBAS 운영국인 미국과 한국의 지역적 특성으로 인한 분석을 수행하고자 한다. 한국은 미국에 비해 매우 협소한 지리적 특성을 가지고 있다. 따라서 3차원 위성궤도오차 추정 기법을 그대로 사용하기 어렵다. 본 논문에서는 협역지역에서 위성궤도오차를 3차원으로 추정하는 것이 아닌 스칼라로 값으로 사용하는 방식을 제안한다. 제안하는 기법은 기준국(Reference)과 위성간의 시선각 (LOS, Line-Of-Sight) 벡터에 궤도오차를 투영한 스칼라 값을 이용하는 것이다. 이 방식을 이용하여 정상상태, 고장상태의 한국과 미국지역에서 기저선 거리에 따른 오차 변화를 확인하도록 한다. 이 오차변화 차이를 비교하여 제안하는 기법의 사용 가능성을 제시한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권9호
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• pp.781-788
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• 2016

본 논문에서는 실시간 On-board 궤도 결정 성능을 향상시키기 위해 고정밀 우주 섭동 모델을 구현하였고, 구현된 우주 섭동모델을 GNSS 수신기의 궤도 결정 로직에 적용하여 그 결과를 분석하였다. 궤도 결정 로직은 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter)로 구현되었고, 의사거리로 계산한 궤도(Standard Position Service)를 관측정보로 이용하였다. 궤도 결정 로직 성능 검증은 GPS 인공위성의 신호를 모사하는 GNSS 시뮬레이터를 이용하여 수행하였다. 고정밀 섭동모델의 궤도 결정 성능을 $J_2$ 항만 고려한 섭동모델의 궤도 결정 성능과 비교하여 분석한 결과, GPS 항행해의 위치 정밀도는 43.61 m($3{\sigma}$)에서 23.86 m($3{\sigma}$)로 46 % 개선되었으며 속도 정밀도는 0.159 m/s($3{\sigma}$)에서 0.044 m/s($3{\sigma}$)로 72 % 개선되어 정밀도가 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권2호
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• pp.107-113
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• 2019

본 논문에서는 대기 속도 센서가 없는 항공기에서의 강인 필터 기반의 바람 추정 기법을 제안한다. 바람 속도(wind velocity)는 항공기의 유도 및 제어를 더욱 정밀하게 수행하기 위해 사용되는 정보이다. 일반적으로 바람 속도는, 대기 속도와 지면 속도의 차이를 계산하여 얻을 수 있다. 이때 대기 속도는 피토 튜브와 같은 항공기와 대기의 상대 속도를 측정하는 대기 속도 측정 센서에서 얻을 수 있고, 지면 속도는 항법 시스템으로부터 얻을 수 있다. 그러나 항공기의 구성을 간단하게하기 위하여 대기 속도 측정 센서를 장착하지 않는 경우, 바람 속도를 직접적으로 얻을 수 없기 때문에 필터를 이용한 바람 추정 기법이 필수이다. 이때 난류에 의해 항공기의 공력 계수가 변하게 되는데, 이는 바람 추정 필터의 시스템 모델의 불확실성을 유발하게 되고, 결국 바람 추정 성능이 저하된다. 따라서 본 연구에서는 공력계수 불확실성에 강인함을 확보하기 위해 $H{\infty}$ 필터를 적용한 바람 추정 기법을 제안하였다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법이 공력계수의 불확실성이 있는 상황에서 성능을 개선하는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권5호
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• pp.368-375
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• 2014

지역기반 위성항법보강시스템 (GBAS : Ground Based Augmentation System)은 환경적인 요인에 많은 영향을 받기 때문에 설치 운영될 지역의 환경 요인 분석이 중요하다. 본 연구는 위성 앙각을 고려한 B-Value의 시그마 팽창을 제안하여 대립가설의 VPL (Vertical Protection Level) 성능을 분석하였다. 또한 해당지역의 환경조건을 만족하는 데이터를 수집하여 위성앙각 $5^{\circ}$ 간격의 시그마 팽창계수를 산출하였다. 산출된 결과는 위성앙각에 따라 커브피팅을 통해 함수화하여, 실험지역의 환경조건 (태양활동, 습윤 지연)에 알맞은 시그마 팽창을 제안하였다. 위성 앙각에 따른 시그마 팽창계수 분석결과 습윤 지연에 의한 영향은 미미했으나, 태양활동에 의한 영향은 태양활동이 활발할수록 시그마 팽창계수가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 위성 앙각을 고려한 시그마 팽창 계수의 적용으로, 기존 방법 대비 무결성 뿐만 아니라 고앙각 위성에서의 불필요한 마진 제거가 가능하여 가용성이 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권11호
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• pp.965-972
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• 2016

유도형 탄약은 비행속도 증가를 이용한 기존의 사거리 증가 방식과 다르게 정밀 유도제어를 사거리 연장 및 정밀 타격하는 기술을 기반으로 한다. 고회전으로 상승하는 탄은 탄도 정점에서 후미 날개를 전개하여 회전을 감소하고, 최종적으로 회전을 제거한 후 비행하게 된다. 주 날개 전개 전 탄체 뒤집힘 감지를 위하여 자세 추정이 요구되는데, 회전 감속 중에서는 일정한 회전을 가정한 기존의 유도무기 자세 추정 기법을 사용할 수 없다. 또한, 비행 시에는 횡축 가속도를 제어하기 때문에 중력 가속도 성분을 기반으로 하는 일반적인 무인기의 자세 추정 기법은 큰 오차를 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 저속 회전 및 비행 중 자세추정기법을 제시하고, 무인기에 탑재하여 비행 실험을 통해 검증하였다. 저속 회전 중 자세 추정 기법은 롤 각을 상태변수로 갖는 칼만 필터 형태로 구성하였다. 비행 시 자세 추정 기법은 사원수를 이용한 곱연산 확장형 칼만 필터를 기반으로 하며, 가속도 측정치가 중력 가속도뿐만 아니라 선회에 의한 구심력을 포함하도록 측정 모델을 개선하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권12호
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• pp.1032-1039
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• 2012

이 논문에서는 GPS L1/L2 이중 주파수 반송파 위상 관측값을 사용하여 100km 이상의 장기선을 가지는 저궤도 편대비행위성의 상대위치결정 기법을 연구하였다. 더욱 다양한 응용분야로의 유연한 확장을 위해 위성의 동역학 모델을 고려하지 않았고 이중 주파수 GPS 관측값과 오차 모델링을 기반으로 확장칼만필터를 통해 구하고자 하는 미지의 변수를 추정하였다. 편대비행위성 간 기선의 증가로 인해 공통오차로 소거되지 않고 남아있는 전리층 지연 오차는 전리층 매핑 모델을 사용하여 계산하였다. 정수형 미지정수 검색은 정수 최소 자승 조건을 만족하는 미지정수를 보다 빠르고 효율적으로 검색할 수 있는 MLAMBDA 기법을 적용하였다. 결정된 정수형 미지정수의 검정은 비율 테스트를 통해 판정하였다. 제안된 기법의 검증을 위해 편대비행위성 간 상대 기선 거리가 100 km 이상 떨어져 있는 가상의 편대비행위성 시나리오를 구성하여 상대위치결정 정확도를 분석하였다. 분석된 결과를 통해 제안된 기법은 장기선에서의 반송파 위상 미지정수 결정과 mm 수준의 정밀한 상대위치결정이 가능함을 확인하였다.