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The Journal of Korea Navigation Institute

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수록정보
수록범위 : 1권1호(1997)~24권6호(2020) |수록논문 수 : 1,685
한국항행학회논문지
24권6호(2020년 12월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

1개선된 Perpendicular Simplification을 사용한 장애물 주변 지형적 경계 생성기법

저자 : 신수영 ( Su-young Shin ) , 이금진 ( Keumjin Lee )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 24권 6호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 408-414 (7 pages)

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지형적 경계 (geofence)란 무인기가 침범하거나 또는 벗어나지 말아야 할 영역을 설정해 놓은 가상의 경계로서, 저고도 무인기 교통관리체계(UAS traffic management)의 필수적인 구성요소 중 하나이다. 본 연구에서는 perpendicular 알고리즘을 개선하여 지형적 경계를 단순화하는 기법을 제안한다. 제안된 기법을 실제 건물을 측정하여 얻은 데이터에 적용하여 성능을 평가하였으며, 제안된 방법이 기존 방법에 비해 공간적 낭비를 최소화하면서도 꼭짓점의 개수를 효과적으로 줄임을 확인하였다.


Geofence defines the area that UAS should not enter or exit to ensure the safety of their operations, and is considered as one of critical capabilities of the UTM (UAS traffic management) system. In this study, a geofence simplification method using modified perpendicular algorithm is proposed. The performances of the proposed geofence simplification method were evaluated with actual building data, and the evaluation results confirmed that the number of vertices can be effectively reduced while minimizing the spatial size of the geofence.

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2P-3C 해상초계기 전술 컴퓨터의 전술정보 화면 표시 성능 개선

저자 : 김병국 ( Byoung-kug Kim ) , 김재형 ( Jae-hyoung Kim )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 24권 6호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 451-457 (7 pages)

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대한민국 해군에서 운영 중인 P-3C 해상초계기는 전술표적의 탐색 및 모니터링을 위한 다양한 센서들을 탑재하고 있다. 항공기내 클러스터링 네트워크로 구성된 전술컴퓨터 (tactical station)들은 센서들을 통해 주변 환경을 꾸준히 관찰하고 탐지된 물체들에 대하여 일부를 표적(target)들로 등록하고 관리한다. 이 표적들은 탑승한 임무 조작사들의 전술정보화면 (TSD; tactical situation display)을 통해 각 임무의 특성에 맞게 도시된다. 한반도의 지리적 특성을 고려하면 인접한 주변국들로 인한 해상/상공의 수많은 선박과 비행기들이 감지되고 있다. 이들은 초계기의 임무수행동안 표적들로 관리되어 꾸준히 모니터링된다. 센서의 증가와 성능 향상에 따른 더 많은 정보가 수집되고 이에 따른 TSD의 화면 갱신을 위한 처리방식을 개선할 필요가 있었으며, 본 논문에서는 이를 위해 전술정보 백업 및 재활용기법을 제안하고 이를 구현하고 분석하여 성능을 입증한다.


Diverse sensors are equipped on P-3C Maritime Patrol Aircraft for RoKN to detect and monitor tactical targets. Tactical targets are maintained/shared by tactical computer stations which consist of a clustering network in the aircraft and displayed in various ways on TSDs(Tactical Situation Displays) for mission operators to perform their specified missions. Korea peninsula is widely covered with the sea areas and neighboured with several countries; which makes huge number of ships and aircraft deployment around the place. Due to an increase in number of sensors and enhancement of their sensitivities; we were aware of the necessity of TSD improvements to provide huge number of tactical targets and to display them efficiently. In this paper, we propose a solution for the improvements by using previous backup data and re-usage of the data, then we verify the proposal through implementation and evaluation results.

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3뉴스 기사의 크롤링을 통한 국내 기업의 안티 드론에 사용되는 기술 현황 분석

저자 : 김규석 ( Kyuseok Kim )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 24권 6호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 458-464 (7 pages)

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드론은 관련 기술의 발달로 건설, 물류, 과학 연구, 촬영 등을 비롯하여 장난감까지 다양한 목적으로 보편화 되고 있다. 그러나 드론을 범죄나 테러 목적으로 사용하면서 이를 무력화 하는 Anti-drone 관련 기술의 연구, 개발도 활발히 진행되고 있는 상황이다. Anti-drone 기술의 범위는 탐지, 식별, 무력화로 구분할 수 있다. 드론을 무력화를 하는 방식은 전파 방해 등으로 탐지한 드론을 막는 소프트킬 방식이 있고, 물리적으로 파괴하는 하드킬 방식이 있다. 본 연구에서는 Anti-drone과 관련된 Google 및 Naver의 뉴스 기사를 Crawling 하였다. 국내 뉴스 기사를 분석하여 RF, GNSS, Radar 등의 기술을 찾았다. 이와 관련하여 해당 기술의 일반적인 특징과 사용 현황에 대하여 기술하였고, 각 기업 또는 기관의 Anti-drone에서의 적용 현황을 조사, 분석하였다.


Drones are being spreaded for the purposes such as construction, logistics, scientific research, recording, toy and so on. However, anti-drone related technologies which make the opposite drones neutralized are also widely being researched and developed because some drones are being used for crime or terror. The range of anti-drone related technologies can be divided into detection, identification and neutralization. The drone neutralization methods are divided into Soft-kill one which blocks the detected drones using jamming and Hard-kill one which destroys the detected ones physically. In this paper, Google and Naver domestic news articles related to anti-drone were gathered. Analyzing the domestic news articles, 8 of related technologies using RF, GNSS, Radar and so on were found. Regarding as this, the general features and usage status of those technologies were described and those on anti-drone for each company and agency were gathered and analyzed.

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4무인 항공기를 위한 저가형 FBG 인터로게이터 설계

저자 : 홍재범 ( Jae-beom Hong ) , 홍교영 ( Gyo-young Hong )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 24권 6호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 465-470 (6 pages)

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복합 소재는 금속보다 가벼운 특성을 가져 경량화가 필수인 항공 산업에 널리 사용되고 있다. 하지만 복합소재는 생산 공정 중 내부 보이드 형성, 접착제 혼합 불량, 미접착 부분 발생 등 결함 요소가 발생할 수 있고, 저 에너지 충격에 의한 미세균열 및 층간분리가 발생할 위험이 있다. 그러므로 구조물 손상검사가 필수적으로 요구된다. 이에 FBG를 이용한 구조 건전성 모니터링이 주목받고 있다. FBG는 기존의 전기적 센서에 비해 전기적 노이즈 영향을 받지 않고 부식에 강하며 멀티플렉싱이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 FBG를 계측하는 인터로게이터는 대형 구조물 계측을 전제로 만들었기 떄문에 가격이 고가이며, 크기가 큰 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 광 스위치와 WDM필터, LTF를 이용해 무인항공기나 소형항공기에 사용할 수 있도록 저가형 인터로게이터를 설계하여, 기존의 고가 인터로게이터와 비교를 진행하였다.


Complex materials are widely used in aviation industries where lightweighting is essential because they have lighter properties than metals. However, composite materials can cause defects such as internal void formation, poor adhesive mixing, and non-adhesive parts during the production process, and there is a risk of micro-cracking and interlayer separation due to low energy impact. Therefore, a structural damage test is essential. As a result, structural integrity monitoring using FBG is drawing attention. Compared to conventional electrical sensors, FBG has the advantage of being more corrosion-resistant and multiplexed without being affected by electrical noise. However, interloggers measuring FBG are expensive and have a large disadvantage because they are made on the premise of measuring large structures. In this paper, low-cost interloggers were designed for use in unmanned or small aircraft using optical switche, WDM filter, and LTFs, and compared to conventional high-priced interrogator.

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5저고도 무인기 교통관리를 위한 지상 충돌 위험 모델 개발

저자 : 김연실 ( Youn-sil Kim )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 24권 6호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 471-478 (8 pages)

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본 연구에서는 무인기가 운용 중에 고장이 발생하여 추락함으로써 발생할 수 있는 지상 충돌 위험을 정량적으로 계산하기 위한 지상 충돌 위험 모델을 개발하였다. 지상 충돌 위험 모델은 무인기 고장 확률, 무인기가 지상에 추락하여 사람과 충돌할 확률, 무인기가 사람과 충돌했을 때 인명 피해가 발생할 확률을 이용하여 계산된다. 본 연구에서는 무인기 운용의 지상 충돌 위험을 평가하기 위해 수학적으로 각 확률을 유도하였다. 또한 무인기와의 충돌에 노출되는 인구수를 추정하기 위해 인구 밀도 맵, 건폐율 맵, 차량 교통량 데이터베이스를 활용하였다. 최종적으로 대전에서 두 가지 무인기 경로에 대한 운영을 가정하여 각 무인기 경로에 대한 지상 충돌 위험을 평가하였다.


In this paper, we develop the ground risk model of unmanned aerial vehicle (UAV) operation to quantify the ground risk when the UAV falls to the ground during the intended operation in case of UAV failure. The ground risk is computed by using the UAV failure probability, the probability of impact a person when UAV falls to the ground, the probability of fatality when UAV strikes the person. We mathematically derive each probability to evaluate the ground risk of UAV operation. Also, the population density map, building to land ratio map, car traffic database is used to estimate the number of people exposed to collision with UAV. Finally, we assumed the operations of a UAV with two paths in Daejeon city and evaluate the ground risk of each UAV operations.

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6소형 Radar와 EO 카메라를 이용한 고정형 및 이동형 FOD 자동탐지 시험

저자 : 김영빈 ( Young-bin Kim ) , 김성희 ( Sung-hee Kim ) , 박명규 ( Myung-kyu Park ) , 박광근 ( Kwang-gun Park ) , 김민수 ( Min-su Kim ) , 홍교영 ( Gyo-young Hong )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 24권 6호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 479-484 (6 pages)

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FOD (foreign object debris)는 활주로 내의 항공기 운항과정에서 이에 위협을 가할 수 있는 모든 물질들을 총칭하는 단어이다. 과거 활주로 내에서 인적자원을 이용한 FOD 탐지 및 수거 방식은 효율성 및 경제성 면에서 매우 비효율적이기 때문에 국내에서 사용하기에 적합한 무인 FOD 탐지 시스템 개발이 필수적으로 요구되는 실정이다. 본 논문에서는 한서대학교 태안비행장에서 EO카메라 및 레이더를 이용한 고정형 FOD 자동 탐지 시스템과 이동형 FOD 자동 탐지 시스템을 연구 및 개발하고 고정형과 이동형 방식을 운용하여 조도 및 기상환경에 상관없이 비행장의 활주로 내 자동 FOD 탐지가 가능함을 확인하였다.


Foreign object debris (FOD) is a generic term for all substances that may pose a threat to aircraft operations on a runway. In the past, FOD detection and collection methods using human resources were very inefficient in terms of efficiency and economics, so it is essential to develop an unmanned FOD detection system suitable for domestic use. In this paper, the fixed FOD automatic detection system and mobile FOD automatic detection system using EO camera and radar were studied and developed at the Taean airfield of Hanseo University, and fixed and mobile method were operated to confirm that automatic FOD detection in the runway of the airfield is possible regardless of illumination and weather conditions.

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7선박 안전항해를 위한 해무감지 경보 시스템

저자 : 이창영 ( Chang-young Lee )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 24권 6호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 485-490 (6 pages)

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최근 국내 조선 산업과 IT융합기술에 대한 연구가 활발한 가운데 선박 안전운항을 위한 위성탐지 기술 발달로 선박에서는 장거리 식별추적 장치 및 자동식별 장치의 의무화로 선박이동 상황을 모니터링 할 수 있어 안전항해에 도움을 주고 있으나, 무중항해 시 시정 상태를 레이다에 의존하는 항해사에게 위험을 경보해 줄 수 있는 안전장치 개발이 필요하다. 이에 광센서를 이용하여 감지하고 알려주는 해무 감지 경보 시스템을 개발하였다. 제작된 해무 감지 경보 시스템은 소형, 저 전력의 광센서 송수신기와 센싱 데이터 처리 모듈로 구성되었다. 시험을 통해 해무가 있는 경우와 없는 경우 각각에 대해 제작된 해무 경보 시스템은 해무 농도를 검출하는 것을 확인하였다. 또한 해무 농도에 따라 선박 엔진 RPM 조절이 가능하고, 결과적으로 선박의 안전 운항을 보조 장치로 활용 가능함을 확인하였다.


Recently, amid active research on domestic shipbuilding industry and IT convergence technology, with the development of satellite detection technology for ship safety operation, ships monitored the movement of ships with the mandatory long-range identification & tracking of vessels and automatic identification system. It is possible to help safe navigation, but it is necessary to develop safety device that alert the marine officer who rely on radar to correct conditions in case of weightlessness. Therefore, an ocean fog alarm system was developed to detect and inform using photo sensors. The fabricated ocean fog detect and alarm system consists of a small, low-power optical sensor transceiver and data sensing processing module. Through experiment, it is confirmed that the fabricated ocean fog detect and alarm system measure the corresponding concentration of ocean fog for fogless circumstance and fogbound circumstance, respectively. Furthermore, the fabricated system can control RPM of ship engine according to the concentration of ocean fog, and consequently, the fabricated system can be applied to assistant device for ship safety operation.

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8드론 택시의 법적 정의 및 법제화 방안 논의

저자 : 최자성 ( Ja-seong Choi ) , 백정선 ( Jeong-seon Baek ) , 황호원 ( Ho-won Hwang )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 24권 6호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 491-499 (9 pages)

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「드론법」 제정으로 드론의 법적 근거를 마련함과 항공안전법상의 안전규제를 유예 또는 면제시키는 등 드론산업 육성정책에도 불구하고 드론의 정의가 명확하지 않아서 상업적 활용을 위해서는 여전히 논의가 필요하다. 따라서, 국내외 사례조사와 현행 항공법의 문제점을 분석한 결과, 현행 드론법에서 「조종자가 탑승하지 아니하고, 자체중량이 150 kg 이하인 무인비행기」라고 정의되어 있으나, 실제 조종사가 탑승해야 하고 드론택시의 자체중량이 150 kg 이상인 점 등 여러 문제점이 발견되었다. 따라서 드론택시에 대한 정의로 "드론" 이란 원격ㆍ자동ㆍ자율 등의 방식에 따라 항행하는 비행체로서 국토교통부령으로 정하는 「항공안전법」제2조제3호에 따른 무인비행장치(단, 자체중량이 300 kg이하 또는 무게 제한 없음) 또는「항공안전법」제2조 제6호에 따른 무인항공기로 정의할 것을 제안하였다.


There are policies that foster the drone industry, which either put a legal precedent on drones through the “Drone Act” or grant a delay or exemption in applying the safety measures of “the Aviation Safety Act”. Yet, the definition of a drone is unclear, requiring further discussion on commercial usage. Therefore, we have studied cases domestically and abroad, and also analyzed issues with the current aviation legislation. It was found that a drone is defined as “an unmanned aircraft where a pilot is not on board, and its net weight is 150 kg or less”. However, there are several issues, such as that a drone taxi requires a pilot on board, and its weight is 150 kg or more. Thus, we propose to define a drone as “an unmanned aerial vehicle (provided, that its own net weight should be 300 kg or under, or not be limited to weight) under Article 2 (3) of the “Aviation Security Act” as prescribed by Ordinance of the Ministry of Land, Infrastructure, and Transport, which operates either by remote, automatically, or autonomously; or an unmanned aircraft under Article 2 (6) of the "Aviation Security Act".

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9인천국제공항과 김포국제공항의 비행 절차 위험도 분석

저자 : 이현웅 ( Hyeonwoong Lee ) , 이학태 ( Hak-tae Lee )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 24권 6호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 500-507 (8 pages)

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본 논문은 기록된 항적 데이터를 이용하여 혼잡한 공항의 비행 절차별 위험도를 분석하는 방법론을 제시하고, ADS-B (automatic dependent surveillance-broadcast) 데이터를 기반으로 재생성된 100일 치의 항적 데이터를 사용하여 인천국제공항과 김포국제공항의 비행 절차별 위험도를 분석한 결과를 보여준다. 위험도 분석은 DWC (detect and void well clear) 를 이용하였으며, 이를 통해 비행 절차별로 가장 높은 위험도가 나타나는 구간과 위험 발생이 잦은 구간을 평가하였다. 그 결과, 인천국제공항의 표준계기출발절차 중 RNAV BOPTA 1L의 SI712 - RANOS Fix 구간에서 가장 높은 위험도가 나타났으며, 표준계기도착절차 중에서는 RNAV GUKDO 1N에서는 SI947-DANAN Fix 구간에서 가장 높은 위험도가 나타났다. 또한 김포국제공항의 표준계기출발절차 중에서는 RNAV BULTI 1X의 SS726 - SS727 Fix, 표준계기도착절차 중에서는 RNAV OLMEN 1D의 KAKSO - KALMA Fix 구간에서 가장 높은 위험도가 나타났다.


This paper presents a risk assessment methodology for standard flight procedures using recorded automatic dependent surveillance-broadcast (ADS-B) data. Utilizing the proposed methodology, the results of risk analyses in RKSI (incheon international airport) and RKSS (gimpo international airport) using trajectories that are regenerated based on 100 days of ADS-B data are presented. For the risk metric, detect and avoid well clear (DWC) is used. With this index, each procedure was evaluated for the sections with highest level of risk. Among the standard instrument departure (SID) of RKSI, the section between SI712 and RANOS of RNAV BOPTA 1L showed the highest level of risk. For the standard terminal arrival route (STAR) of RKSI, section between SI947 and DANAN of RNAV GUKDO 1N was the one with the highest level of risk. For RKSS, the segment between SS726 and SS727 of RNAV BULTI 1X and the segment between KAKSO and KALMA of RNAV OLMEN 1D showed the highest level of risk among the SIDs and STARs, respectivly.

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10항로 비행 중 Uncommanded turn 이벤트 발생 분석 및 경감조치 방안 연구

저자 : 김현덕 ( Kim Hyeon Deok )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 24권 6호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 515-520 (6 pages)

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오늘날 항공기 항행에 있어서 자동조종장치와 FMS (flight management system)의 발전은 조종사들의 작업량감소와 항행 안전유지에 그 성과가 크다고 할 수 있다. 특히 공항의 교통량이 많거나 표준계기 출발 절차 (SID; standard instrument departure)가 복잡한 항행의 경우에 자동조종장치와 FMS 장비의 효과는 더욱 크다. 하지만 일부 공항의 특정한 출발 절차에서 FMS의 오류로 인한 uncommanded turn 이벤트가 발생하여, 항공기가 항로의 중심선에서 벗어나는 경우가 있다. 대부분의 출발 절차가 RNAV(area navigation) 운영이 요구됨으로, 조종사의 상황인식과 수정 조작이 항로 편차(deviation)를 최소화하여, RNAV의 안전을 유지하는 유일한 방법이다. 이와 관련하여 uncommanded turn 이벤트의 국내외 발생 현황을 기종별, 공항별, 비행 단계별로 조사하고 항공사의 uncommanded turn 이벤트 경감방안 분석을 통해 해당 이벤트의 더욱 근본적인 재발 방지대책 마련의 필요성 및 시사점을 도출하고자 한다.


The development of autopilot system and flight management system (FMS) equipment in today's aircraft navigation can be attributed to the reduction of pilots' workload and the navigation safety. The effect of autopilot and FMS equipment is greater, especially in heavy airport traffic or complicated of the departure. However, some airport specific departure procedures result in an uncommanded turn event due to an error in the FMS, causing aircraft to deviate from the center line of the route. With most departure procedures requiring area navigation (RNAV) operation, pilot situation awareness and corrective action are the only ways to minimize aircraft deviation to maintain the safety of area navigation. Through analysis of the occurrence status of the uncommended turn event by aircraft type, airport and flight phase, and comparative analysis of the survey results of foreign airlines and the airlines self-reduction plan with the aircraft manufacturer's corrective action, it is intended to give implications for the need for more fundamental measures to prevent recurrence of such events.

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1연안해역에서 석유오염물질의 세균학적 분해에 관한 연구

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