kkckc의 일상

1) PSR/SSR과 Mode A/C

일반적인 PSR(Primary Surveillance Radar)는 커다란 안테나가 빙글빙글 돌면서, 전파를 쏘고 반사파를 받아서, 화면에다가 표시해주는 역할을 하지요. (그림에서 아래 커다란 반원형 부분) [1]

Air Route Surveillance Radar primary & secondary radar system

PSR을 사용하여 비행기의 위치를 표시할 경우 그림은 다음과 같게 나옵니다. PSR데이터를 통해 시스템은 비행기의 위치가 점으로 표시하게 됩니다.

이 정보는 항공기의 대략적인 X, Y 축의 위치만을 알려주게 됩니다. 그러나, 이러한 대략적인 정보 만으로는 관제에 필요한 정보가 제한됩니다. 왜냐면 비행기의 종류나 고도 또한 관제의 중요한 요소이기 때문입니다. 이러한 목적으로 SSR(Secondary Surveillance Radar) 시스템이 제안됩니다. (또는 ATCRB(Air Traffic Control Radar Beacon System)라고도 부릅니다.) SSR은 “이 신호를 받는 비행기들은 자신에 대한 정보를 주세요” 라고 Broadcast로 질문을 던집니다. 그러면, Mode A/C가 장착된 항공기에서는 이에 대해서 (1) 자신의 종류 (Mode A) 및 (2) 고도 (Mode C)를 Broadcast로 응답하게 됩니다. (위의 안테나 그림에서 아래 타원형 안테나 위에 긴 막대기가 SSR 레이더입니다.)

 전문적인 정의로는 SSR은 지상설비인 Interrogator 부터 질문 신호를 발사하면, 항공기의 Transponder가 질문신호에 대응하는 응답신호를 지상설비로 반송하는 시스템을 의미합니다. SSR System은 지상국으로부터 1030 MHz의 질문에 대하여 Transponder가 일제히 1090 MHz로 응답합니다.

 SSR Transponder에서는 일괄질문(All Call)에 대하여 Mode “A”(식별코드)/“C”(고도정보) 응답을 보내어 지상관제사는 항공기의 방위, 거리, 식별코드 및 고도를 알 수 있게 되어 항공기를 쉽게 구별할 수 있게 합니다. (일반적 식별 코드에 대해서는 Transponder Code에 대한 [2]의 자료를 참고하세요)

 2) Mode S

 모든 시스템이 그렇듯, 세월이 지나면서 Mode A/C에 대한 제약이 발생합니다. 첫 번째 제약 사항은 모든 전파가 Broadcast로 통신되다 보니, 신호가 많아지는 경우 전파의 간섭이 생겨납니다. 두 번째 제약 사항은 Mode A, C가 전달할 수 있는 것보다 많은 양의 데이터를 통신하고 싶은 경우의 제약성입니다. 하단의 글은 이와 연관한 Mode S의 대략적인 설명입니다.

Mode S는 위의 Mode A/C의 개량된 버전으로써, Mode A/C와의 가장 큰 차이점은 Broadcast -> 1:1 통신으로 바뀐 부분입니다. (Monopulse 기술이라고 부릅니다.) Mode S는 기존의 장비를 그대로 활용하면서, 아래와 같은 방법을 통해 mode-s는 항공기와의 1:1 통신을 확보합니다.

(1) 레이더에서 all call로 전파 발생시키면, mode a/c 장착 항공기는 응답, mode s 항공기는 미 응답

(2) 레이더에서 all call + mode s를 발생시키면, 모든 항공기(mode a/c + s) 응답

(3) 위의 결과를 바탕으로 mode s항공기에 대한 식별 및 데이터 전송

 이러한 방법을 통해, Mode S는 기존의 SSR에서 문제로 대두되었던 전파의 간섭 현상을 해결하고, 추가적으로 확장된 항공기 위치, Heading, Speed, 선택된 고도 등 추가정보를 제공할 수 있게 됩니다.

[1] Fundamentals of Air Traffic Control

[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Transponder_code#Transponder_codes

* FDP의 기본 기능

기본적으로 FDP의 기본 기능은 비행에 관련된 비행 데이터를 다루는 것을 목적으로 한다.

1960년대의 비행 관제는 수작업으로 작성된 flight progress strips를 중심으로 이루어졌다. 1970년대 이후 FAA는 IBM을 통하여 이 작업을 전산화한다.

 1980년대 중반 이후 FAA는 ARTS(Automated Radar Terminal System)를 통해 통합된 관제 시스템을 도입하게 되는데, 이 시스템에 대한 sub-system으로 FDP시스템이 도입된다.

 이러한 시스템은 국내에도 도입되어 사용되고 있는데, 인천 ACC 표준운영 절차에 의한 이 시스템의 정의는 다음과 같다.

 그러나, FDP의 기능에 대해서는 기능에 따라, 정의한 기관에 따라, 정의한 목적에 따라 조금씩 차이가 있다.

* 예를 들어 인천공항공사 ACC 운영 지침에 따른 시스템의 구성 모듈은 13개가 있다.

가. AFTN LINK

FDP는 항공고정통신망(AFTN)과의 링크 기능을 제공한다.

나. CONFORMANCE

이 기능은 항공기가 Flight Plan 경로를 준수하고 있는지에 대한 검증을 실시한다. 이러한 경로 준수에 대해서는 상호연관(correlation) 기능으로 분류하기도 한다. 상호연관이란 시스템 항적과 비행계획이 상호연관(correlation)되는 것을 말하며, 모델링된 항공기의 위치를 기준으로 실제항적이 종적:30분, 횡적:20마일, 수직:10000피트 이내에 있어야 한다. (공항에서 출발하는 경우: 공항으로부터 10분)

다. PLANNING

비행 경로에 대한 Planning

라. TRAJECTORY

이 기능은 Flight Plan에 따른 항공기의 궤도(trajectory)를 관리하는 기능이다.

마. RDP INTERPOLATION

비행계획을 이용하여 레이더 전시면 상에 항공기의 위치를 가상으로 표시해주는 기능을 말하며, RDP로부터 항적의 위치가 보고되지 않은 1 frame 후 coast가 실행되고 이후 4 프레임이 지나도록(설정가능) 레이더 자료가 더 이상 수신되지 않고 있는 경우에 실행된다. [1]

바. (Flight Data) POSTING

비행 계획의 출력

사. COORDINATION

조정 기능

아. SUPERVISOR

관리자 기능

자. FLOW MANAGEMENT

경로 관리 기능

차. A&M

Aeronautical & Meteorological, 공항, 항행안전시설, 공항예보, 항공기상 정시관측 자료

카. LATC (LOCAL ATC EXTERNAL INTERFACE MANAGEMENT)

외부 자료와의 연계 인터페이스

타. FDTs (Flight Data Terminals)

비행자료단말기 FDT는 15인치의 디스플레이 화면과 영문자, 숫자로 구성된 타이프 형태의 키보드 및 기능, 커서 제어키로 구성되어 있다. 모든 자료의 입력, 출력은 프로그램으로 지정된 두 개의 지정문자 또는 문자, 숫자로서 해당 양식을 추출하여 각 입력란(Field)에 써넣는다. 화면에 디스플레이 되는 내용은 다음과 같다. - 관제사가 요구하는 각종 수동 입, 출력 양식 - 컴퓨터에 송신한 메시지에 오류가 있을 때 나타나는 오류내용 - 관제사가 요구한 자료 - 도착 지연 VFR 항공기의 비행자료 - 비행 계획서 수용 능력 근접/도달, 경고 및 컴퓨터 운영경고 - 컴퓨터의 고장 자료(운영 모드, 년, 월, 일, 시 등) [3]

파. TSIM (TERMINAL SERVER INTERFACE MANAGEMENT)

공항 터미널 서버와의 통신 기능을 제공한다.

* 항공관제 시스템 구축에 대한 ART 세미나 자료에서 발췌한 내용을 중심으로 기능을 나눈 기능명세는 다음과 같다. [4]

기능에 대한 세분화된 구성은 다음과 같다. [5]

[1] 인천 ACC 표준운영절차

[2] ATC Centres Accommodating ACARS to ATN

[3] 한국공항공사 항공지식 항공용어풀이

[4] 항로관제시스템, 5차 세미나 자료

[5] 시스템 구성 2차 세미나 자료