• 한국항공우주학회지
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• 제45권2호
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• pp.154-162
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• 2017

인공위성의 시스템 설계 및 운용에 대한 이해증진을 목적으로 국내에서는 2012년을 시작으로 매년 캔위성 경연대회가 개최되고 있다. 본 논문에서 제안한 캔위성은 2016년 경연대회에 출전한 SCSky(Smart Call from the Sky) CanSat으로, 주요임무는 캔위성에 탑재된 스마트폰을 이용하여 영상통화 연결을 통해 위성체 내 외부 및 비행영상 획득을 목표로 하고 있으며, 임무 구현을 위해 형상기억합금 와이어를 적용한 원격터치시스템을 개발하였다. 아울러 부가적인 임무로 비행 임무동안 보다 넓은 범위의 지상관측영상 획득을 목적으로 형상기억합금스프링을 적용한 광역스캔카메라 메커니즘을 개발하였다. 본 논문에서는 상기 캔위성에 대한 임무를 비롯해 개발 탑재체 및 캔위성 시스템 소개, 최종 비행시험결과에 대하여 서술하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권3호
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• pp.244-250
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• 2018

다변측정감시시스템은 탑재 트랜스폰더에서 전송되는 신호를 지상에 설치된 여러 수신기에서 획득하고 각각의 수신기의 신호 획득시간의 차를 이용하여 표적의 위치를 계산한다. TDOA(Time Difference Of Arrival) 계산 방법을 이용하는 다변측정감시시스템의 위치 정확도에 가장 큰 영향을 주는 요소 중 하나는 신호 입력 시각 측정 시 발생하는 오차이다. 수신기에서 신호 입력 시각을 측정할 경우 수신기의 기준 클럭을 이용하여 입력 신호를 샘플링하고 동일한 샘플링 레이트를 가지는 기준 샘플(Reference Sample)을 Cross Correlation 기법에 적용한다. 따라서 신호 입력 시각의 정밀도는 기준 클럭에 비례한다. 본 논문에서는 기준 샘플과 이를 샘플링 레이트보다 작은 시간으로 기준 샘플을 지연시킨 다수의 샘플(DRS, Delayed Reference Sample)을 수신기의 입력신호와 Cross Correlation을 수행하여 신호 입력 시각을 보다 정밀하게 측정하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 이를 검증하기 위해 Matlab을 이용하여 타겟에서 송출하는 트랜스폰더의 펄스 신호를 구현하였으며 시뮬레이션을 통해 제안한 DRS와 입력신호와의 Cross Correlation을 수행하였다. 이 결과로 부터 신호 입력 시각 정밀 측정의 성능을 분석하였다.

• 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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• 제48권12호
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• pp.977-985
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• 2020

2015년 발사된 다목적실용위성 3A호는 3.3~5.2㎛ 파장의 중적외선 영상을 제공한다. 다목적실용위성 3A호는 지상 물체의 밝기 온도를 추정하기 위한 고해상도 영상을 제공하지만 기존 자연 과학 목적으로 개발된 위성과 차이가 있다. 다목적실용위성 3A호의 단일 채널의 중적외선 영상으로 지표 밝기 온도를 추정하기 위해서는 대기 보정 과정이 필수적이다. 하지만 대기 보정 이후에도 여러 요인으로 인하여 밝기 온도 추정 오차가 존재한다. 본 논문에서는 다목적실용위성 3A호 카메라의 물리적인 특성으로부터 영상 처리까지 신호 흐름을 추적하여 밝기 온도 추정 오차 요인을 분석하였다. 또한, 천리안위성 2A호를 이용하여 다목적실용위성 3A호와 밝기 온도 편향 오차 개선 가능성을 연구하였다. 큰 편향 오차를 가지고 있는 야간 영상에 대하여 편향 오차를 보상한 이후 다목적실용위성 3A호와 천리안위성 2A호의 지표 밝기 온도가 상관성이 있음을 확인하였다. 다목적실용위성 3A호 중적외선 밝기 온도 편향 오차를 개선하는데 천리안위성 2A호 영상이 도움이 될 것으로 예상된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권5호
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• pp.373-381
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• 2021

본 논문에서는 저속 롤링하는 유도형 탄약 모사체가 시간 지연된 측정치를 획득하였을 때 시간지연을 고려하여 탄약의 롤각을 추정하는 방법을 다루며 비행 실험을 통해 이를 검증한 결과를 소개한다. 수치적 안정화 및 잡음 제거를 위해 저역 통과 필터와 같은 후처리를 거친 측정치의 시간지연 정도를 사전에 파악하여 시간 지연의 분포를 모델링하며 이 분포를 활용한 증강 상태 칼만필터를 설계한다. 비행 실험에서는 대형 고정익 항공기를 이용해 표고 약 250m의 고도에서 수평방향으로 28m/s의 속력으로 탄약을 투하하였으며 탄약 내부의 반동차를 이용해 탄체를 롤축 회전시켰다. 상용 GPS/INS의 롤값과 제안한 방법으로 추정한 롤값의 비교를 통해 측정치 시간 지연보상을 반영한 필터 설계가 유효함을 보인다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권1호
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• pp.59-66
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• 2022

도심의 교통체증 문제를 해결하기 위해 eVTOL(Electric Vertical Take-Off and Landing) 항공기를 이용한 도심항공교통(UAM) 개념이 등장하여, 많은 국내외 기간들의 연구가 진행되고 있다. 하지만 도심 위를 필연적으로 비행하게 되는 eVTOL 기체가 차세대 교통수단으로 자리 잡기 위해서는 안전성의 확립이 필수적이다. 추락 시 위험도는 항공 안전과 관련된 대표적인 요소이며, 위험도 분석을 위해서는 돌발 상황으로 인한 기체의 추락 및 충돌 지점 예측이 필요하다. 고정익 모드로 운항하는 비행체의 경우 자세 혹은 방향을 결정하는 데 조종면이 큰 역할을 차지한다. 따라서 본 연구에서는 eVTOL 기체의 추락 시 위험도를 분석하기 위해 추진 시스템이 고장 난 기체의 조종면 각도에 따른 추락 지점의 분포를 추정하는 방법을 제시한다. 여기서, 성능과 형상이 공개된 eVTOL 기체를 대상으로 분석한 데이터를 사용하였다. 또한, 초기 조건에 따른 추락 지점의 분포와 확률을 계산하여 추락할 확률이 높은 구간을 도출하였으며, 추락 순간의 속도를 계산하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권3호
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• pp.233-239
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• 2013

화학수소화합물 수소저장방법을 이용한 100 W 급 연료전지 시스템을 소형 무인항공기의 추진시스템으로 적용하는 연구를 수행하였다. 소형/경량 수소 발생 제어장치와 연료전지/배터리 하이브리드 전력 공급 방법으로 효율성 및 안정성을 증대하였다. $NaBH_4$ 수용액을 이용한 수소 발생장치와 Dead-end 형식의 PEMFC를 이용한 연료전지 시스템의 지상, 비행 시험이 수행되었다. 연료전지 스택을 안정적으로 운전하고, 높은 효율을 얻기 위해 45 kPa의 압력을 가하는 방법을 적용하였다. 수소 발생 시스템 내부 압력을 이용한 수소 발생 제어 장치는 45~55 kPa 사이에서 유지되며 안정적으로 수소가 공급되는 것을 확인하였다. 그 결과, 100 W 연료전지 시스템이 소형 무인항공기 적용하기에 무게 및 소비 전력을 만족함을 확인하였고, 시험비행을 통해 성능을 입증하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.95-101
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• 2021

본 연구는 지진의 영향을 등치선의 형태로 표현할 수 있는 Shake을 활용하여 현행 지진재난 정보제공 서비스를 개선하는 방법에 관한 것이다. 미국 지질조사국이 제공하고 있는 ShakeMap 소프트웨어를 사용하여 자동화된 신속 ShakeMap 생성 시스템을 구현하였으며 이를 바탕으로 지진발생 후 사용자의 위치를 기준으로 지진의 위험도를 진도나 지반최대가속도의 형태로 파악할 수 있는 지진재난 정보서비스 개선모델을 제시하였다. 개선된 모델의 구현 가능성과 효과를 검증하기 위하여 경북 포항지역을 대상으로 지진재난 정보서비스앱을 개발하여 시범적으로 운영한 결과 신속 ShakeMap을 활용한 정보제공을 통해 보다 상세한 지진위험도 정보를 제공함으로써 사용자의 안전행동을 보다 효과적으로 유도할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.633-637
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• 2017

항공기와 항공 네트워크에 대한 사이버 공격은 일반적으로 지상 산업에서 흔히 볼 수 있는 사이버 공격과 크게 다르지 않다. 항공 교통 인프라스트럭처(infrastructure)는 항공 교통 자원 확보를 위해 디지털 기반 구조로 전환되고 있다. 다양한 종류의 통신 환경과 정보 통신, 항법, 감시 및 기내 엔터테인먼트 시스템이 사이버 테러 위협에 노출될 위험을 가중시키고 있다. 또한 무인항공기의 출현은 사이버 테러에 의해 통제될 수 없는 위험을 내포하고 있다. 차세대 데이터 네트워크 시스템 환경에서 항공기 시스템 및 항공 기반의 인프라스트럭처에 대한 사이버 위협의 취약점을 인식하고 항공 선진국의 사이버 보안 표준과 대응 전략을 분석했다. 그리고 국내 항공 환경에서 고려해야 할 사이버 보안 정책에 대한 포괄적인 방안을 논의하고, 보안 환경에 대한 개념과 신속한 대응 전략 수립 등을 논의하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.116-122
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• 2015

지속적으로 증가하고 있는 항공수요에 따라, 공항운영 측면에서 이동지역 내 항공기 이동에 대한 효율성을 증대할 수 있는 방안의 중요성이 대두되고 있다. 본 논문은 공항 이동지역을 운항하는 항공기에게 최단경로를 적시에 제공하여 공항운영의 효율성을 증대시키기 위한 경로 탐색 알고리즘을 제시하고자 한다. 기존 문헌들에서 여러 알고리즘이 개발되었는데, 대표적으로 Dijkstra 알고리즘 $A^*$ 알고리즘이 있다. Dijkstra 알고리즘은 상대적으로 느린 연산속도로 인해 공항구조가 복합해질 경우 최단경로를 적시에 제공하기 어려울 수 있다는 단점이 있으며, $A^*$ 알고리즘은 최적성을 보장하지 못한다는 단점이 있다. 본 논문에서는 두 알고리즘을 병합하여, 각 알고리즘의 단점을 보완한 새로운 Hybrid $A^*$ 알고리즘을 제시하였다. 성능분석 결과, Hybrid $A^*$ 알고리즘은 경로탐색에 있어 빠른 연산속도와 최적성이 개선됨을 확인하였다.