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목차
제1장 서론 21
제1절 과제개요 21
제2절 과제 추진방안 및 경과 23
제3절 보고서 구성 내용 요약 34
제2장 국내·외 동향 35
제1절 국내 기술 및 산업 동향 35
제2절 국외 기술 및 산업 동향 41
제3절 정부 지원정책 현황 76
제3장 국내 연구개발 역량 분석 77
제1절 기술수준 분석 77
제2절 특허·논문 분석 86
제4장 전공역 위성항법 보강시스템 구축 방안 89
제1절 개요 89
제2절 연구결과 요약 91
제3절 위성항법 시스템에 관한 국제동향 100
제4절 국내 위성항법 보강시스템 방안 제시 126
제5절 보강시스템 가용도 분석 142
제6절 비용분석 174
제7절 국내 지역보강시스템 개발방안 검토 195
제5장 차세대 항행안전기술 연구개발 계획 219
제1절 기본방향 219
제2절 비전 및 목표 222
제3절 세부기술 분류 225
제4절 핵심기술 도출 228
제5절 세부과제 도출 231
제6절 기술개발 우선순위 도출 257
제6장 세부과제별 주요 연구개발 내용 271
제1절 통신 분야 271
제2절 위성항행분야 297
제3절 항공감시 및 항공교통관리 분야 314
제4절 권고사항 344
제7장 세부과제 RFP 및 TRM 347
제1절 세부과제별 RFP 347
제2절 분야별 TRM 370
제8장 결론 385
제9장 참고문헌 397
부록 1. 우선순위 및 투자방식 선정을 위한 설문지[개인신상정보 삭제] 406
부록 2. 회의 개최 실적 427
차세대 항행시스템 기술현황 종합 : 국내외 후보중점과제 도출을 위한 분과별 워크샵 : 회의록 442
〈표 1-1〉 해외 전문업체 참여의향서 비교 28
〈표 2-1〉 주요 8개국의 ATM 관련 기술 현황 74
〈표 3-1〉 항행시스템(AM) 분야 2차 분류수준의 기술확보 방안 78
〈표 3-2〉 항공통신(AM-01) 기술확보 방안 80
〈표 3-3〉 항공항법(AM-02) 기술확보 방안 82
〈표 3-4〉 항공감시(AM-03) 기술확보 방안 83
〈표 3-5〉 항공교통관리(AM-04) 기술확보 방안 85
〈표 4-1〉 위성항법에 대한 ICAO 성능기준 89
〈표 4-2〉 2005년 ITU SRS Database의 140˚E 과 145˚E 간 ITU 서류화 및 정리 129
〈표 4-3〉 Bent-pipe 및 재생 탑재체의(탑재채의) 장점 및 단점 131
〈표 4-4〉 우리나라 GBAS 대상 공항 141
〈표 4-5〉 ABAS 시나리오 148
〈표 4-6〉 우리나라의 SBAS 기준국 위치 152
〈표 4-7〉 우리나라의 GRAS 기준국 위치 158
〈표 4-8〉 보강 기술의 정성적인 편익 182
〈표 4-9〉 일반적인 가정(General Assumption) 요약 183
〈표 4-10〉 GBAS의 연간 비용 내역서 및 PV(현재 가치 : Present Value)(US$ : 천) 186
〈표 4-11〉 SBAS 가정(SUS) 187
〈표 4-12〉 SBAS 연간 비용 내역서 및 PV(SUS 천) 187
〈표 4-13〉 GRAS 가정(SUS) 188
〈표 4-14〉 GRAS 연간 비용 내역서 및 PV(US$ : 천) 188
〈표 4-15〉 Monte Carol 시뮬레이션 분석에서 사용된 가정 190
〈표 4-16〉 지상장비 시스템 인증수준 개발업무 대비 국내 연구개발 수준 201
〈표 5-1〉 항행시스템(AM) 기술분류체계 227
〈표 5-2〉 항행시스템(AM) 분야 BMO 분석 세부 결과 230
〈표 5-3〉 항공통신분야 기 선정 과제(KISTEP) 241
〈표 5-4〉 항공통신분야 수정/보완 과제 243
〈표 5-5〉 항공항법분야 기 선정 과제(KISTEP) 243
〈표 5-6〉 항공항법분야 수정/보완 과제 245
〈표 5-7〉 항공감시 및 항공교통관리분야 기 선정 과제(KISTEP) 245
〈표 5-8〉 항공감시분야 신규과제 247
〈표 5-9〉 항공교통관리분야 수정/보완 과제 247
〈표 5-10〉 항공통신분야 MITRE 제안 과제 (최종안) 248
〈표 5-11〉 항공항법분야 MITRE 제안 과제 (최종안) 249
〈표 5-12〉 항공감시분야 MITRE 제안 과제 (최종안) 250
〈표 5-13〉 항공교통관리분야 MITRE 제안 과제 (최종안) 251
〈표 5-14〉 항공통신분야 국내외 통합 후보중점과제 252
〈표 5-15〉 항공항법분야 국내외 통합 후보중점과제 253
〈표 5-16〉 항공감시분야 국내외 통합 후보중점과제 255
〈표 5-17〉 항공교통관리분야 국내외 통합 후보중점과제 256
〈표 5-18〉 의사결정을 위한 방법의 장단점 분석 종합 257
〈표 5-19〉 쌍별 비교에 사용되는 척도 259
〈표 5-20〉 Size of matrix and Random Index 260
〈표 5-21〉 감시분야 후보중점과제 예시 260
〈표 5-22〉 감시 분야 설문지 설계 261
〈표 5-23〉 조사 대상과 표본의 개요 263
〈표 5-34〉 항공통신분야 가중치와 우선순위 263
〈표 5-25〉 항법분야 가중치와 우선순위 264
〈표 5-26〉 감시분야 가중치와 우선순위 265
〈표 5-27〉 항공교통분야 가중치와 우선순위 265
〈표 5-28〉 항공통신분야 투자방식 분석결과 267
〈표 5-29〉 항공항법분야 투자방식 분석결과 267
〈표 5-30〉 항공감시분야 투자방식 분석결과 267
〈표 5-31〉 항공교통분야 투자방식 분석결과 268
〈표 5-32〉 항공통신분야 중점과제 269
〈표 5-33〉 항공항법분야 중점과제 269
〈표 5-34〉 항공감시분야 중점과제 270
〈표 5-35〉 항공교통분야 중점과제 270
〈표 6-1〉 항공통신시스템 분야 SWOT 분석 결과 280
〈표 6-2〉 첨단항공통신시스템 분야 중점과제 및 주요 연구개발 내용 282
〈표 6-3〉 차세대 항공데이터 통신시스템 분야 기술수준 283
〈표 6-4〉 차세대 항공데이터 통신시스템 분야 인프라 수준 284
〈표 6-5〉 차세대 항공통신 인프라 기술개발 분야 기술수준 286
〈표 6-6〉 차세대 항공통신 인프라 기술개발 분야 인프라 수준 286
〈표 6-7〉 차세대 항공통신 운용체계 기술개발 분야 기술수준 289
〈표 6-8〉 차세대 항공통신 운용체계 기술개발 분야 수준 289
〈표 6-9〉 차세대 항공통신 인프라 기술개발 분야 기술수준 292
〈표 6-10〉 차세대 항공통신 인프라 기술개발 분야 인프라 수준 293
〈표 6-11〉 인공위성 기반 항행시스템 분야 SWOT 분석 결과 305
〈표 6-12〉 인공위성 기반 항행시스템 분야 중점과제 및 주요 연구개발 내용 307
〈표 6-13〉 지역보강 시스템 기술수준 309
〈표 6-14〉 지역보강 시스템 인프라 수준 309
〈표 6-15〉 위성항법보강시스템 전파방해 대응시스템 및 백업방안 개발 기술수준 311
〈표 6-16〉 위성항법보강시스템 전파방해 대응시스템 및 백업방안 개발 인프라 수준 311
〈표 6-17〉 국내 항공기 결항 원인 316
〈표 6-18〉 SWOT 분석 결과 327
〈표 6-19〉 중점과제 및 주요 연구개발 내용 329
〈표 6-20〉 ADS-B 핵심기술 개발 기술수준 330
〈표 6-21〉 ADS-B 핵심기술 개발 인프라 수준 (상, 중, 하) 330
〈표 6-22〉 Multilateration 및 레이더 기술 개발 기술수준 332
〈표 6-23〉 Multilateration 및 레이더 기술 개발 인프라 수준 (상, 중, 하) 332
〈표 6-24〉 항공감시 데이터 융합기술 개발 기술수준 334
〈표 6-25〉 항공감시 데이터 융합기술 개발 인프라 수준 (상, 중, 하) 334
〈표 6-26〉 공역설계 및 지연감소 기술수준 336
〈표 6-27〉 공역설계 및 지연감소 기술 인프라 수준 (상, 중, 하) 337
〈표 6-28〉 항공교통흐름관리(ATFM) 시스템 분야 기술수준 339
〈표 6-29〉 항공교통흐름관리(ATFM) 시스템 분야 인프라 수준 (상, 중, 하) 339
〈표 6-30〉 ATM 테스트베드 분야 기술수준 341
〈표 6-31〉 ATM 테스트베드 분야 인프라 수준 (상, 중, 하) 341
〈표 8-1〉 우리나라 전공역 위성항법 보강시스템 시나리오 분석결과 388
〈표 8-2〉 국내 CNS/ATM 연구개발 로드맵 수립 업무 요약 389
〈표 8-3〉 국내 CNS/ATM 연구개발 과제 도출 결과 요약 392
〈그림 1-1〉 기 도출 차세대 항행시스템 연구개발 과제 25
〈그림 1-2〉 Performance Based GNSS Air Navigation의 각 비행영역 및 보강 시스템 26
〈그림 1-3〉 연구개발 추진체계 29
〈그림 1-4〉 과제 추진 흐름도 30
〈그림 1-5/2-5〉 국내 PDC/D-ATIS 구축 현황 36
〈그림 1-6/2-6〉 국내 ACARS 망 구축 현황 36
〈그림 1-7/2-7〉 VDL M2 개발 시스템 구성도 37
〈그림 2-1〉 지난 15년간 GDP와 민간 여객 운송량의 성장률 변화 41
〈그림 2-2〉 세계 항공교통량 성장 예측(장기, 2005년-2025) 41
〈그림 2-3〉 세계 항공교통 성장률 예측 42
〈그림 2-4〉 지역별 항공교통량 비교 42
〈그림 2-5〉 VDL M2 서비스 영역 44
〈그림 2-6〉 FAA CPDLC Build 1 구조도 45
〈그림 2-7〉 LINK2000+ 추진 계획 46
〈그림 2-8〉 LINK와 SESAR의 연계성 46
〈그림 2-9〉 美Safe Flight 21 프로그램의 9가지 운용성능 강화 목표 47
〈그림 2-10〉 미국의 Navigation Evolution Roadmap 49
〈그림 2-11〉 미국의 WAAS 구성도 51
〈그림 2-12〉 미국의 LAAS 구성도 51
〈그림 2-13〉 유럽의 EGNOS 구성도 52
〈그림 2-14〉 유럽의 Galileo 위성항법체계 구축 계획 52
〈그림 2-15〉 일본의 MSAS 53
〈그림 2-16〉 GRAS 구성도 53
〈그림 2-17〉 GBAS Cat-I급 시범 운영을 진행 중인 공항 54
〈그림 2-18〉 세계의 ADS-B 관련 기술 현황 55
〈그림 2-19〉 유럽의 감시 분야 기술 개발 계획 56
〈그림 2-20〉 PBN에 기반한 RNAV와 RNP 운영 57
〈그림 2-21〉 비행단계별 ATM 활용 시스템 개념 59
〈그림 2-22〉 NextGen 운용 개념도 60
〈그림 2-23〉 2025 NextGen Capabilities : Capacity Impacts 62
〈그림 2-24〉 현재 진행 중인 R&D 프로그램과 향후 실행 계획 63
〈그림 2-25〉 효율성 제고를 위한 EUROCONTROL의 공역 재설계의 예 65
〈그림 2-26〉 ATM 서비스 레벨과 단계적인 구현 계획 (SESAR) 66
〈그림 2-27〉 SESAR 프로그램 성능 목표 요약 71
〈그림 2-28〉 호주 ADS-B Coverage (2007년 12월 기준) 73
〈그림 3-1〉 항행시스템(AM) 분야 2차 분류수준의 기술수준 및 기술격차 77
〈그림 3-2〉 2차 분류수준의 기술확보 방안 78
〈그림 3-3〉 항공통신(AM-01) 분야의 기술수준 및 기술격차 79
〈그림 3-4〉 항공통신(AM-01) 기술확보 방안 80
〈그림 3-5〉 항공항법(AM-02) 분야의 기술수준 및 기술격차 81
〈그림 3-6〉 항공항법(AM-02) 기술확보 방안 81
〈그림 3-7〉 분야의 기술수준 및 기술격차 82
〈그림 3-8〉 항공감시(AM-03) 기술확보 방안 83
〈그림 3-9〉 항공교통관리(AM-04) 분야의 기술수준 및 기술격차 84
〈그림 3-10〉 항공교통관리(AM-04) 기술확보 방안 85
〈그림 4-1〉 1990년부터 2005년까지 세계의 GPS 정확성 향상 정도 103
〈그림 4-2〉 Galileo 주파수 계획 105
〈그림 4-3〉 SBAS 120
〈그림 4-4〉 SBAS와 유사한 GRAS 구조 124
〈그림 4-5〉 확장 GBAS 및 GRAS 구조(Extended GBAS GRAS Architecture) 125
〈그림 4-6〉 I-BEAM 통달범위 145
〈그림 4-7〉 통달범위 원뿔모델(Coverage Cone) 146
〈그림 4-8〉 ABAS 인루트 가용성 149
〈그림 4-9〉 ABAS NPA 가용성 150
〈그림 4-10〉 이중 주파수 GPS가 있는 ABAS NPA 가용성 151
〈그림 4-11〉 GPS 위성 장애가 있는 SBAS 인루트 가용성 및 없는 가용성 153
〈그림 4-12〉 GPS 위성 장애가 있는 SBAS NPA 가용성 및 없는 가용성 154
〈그림 4-13〉 4개 및 5개 SRS가 있는 우리나라의 단일주파수 SBAS에서 오는 APV-I서비스의 가용성 : 확률적인 사례(Stochastic) 및 무장애(No Failure) 사례 비교 ; 전리층 경감이 있는 비교와 없는 비교 155
〈그림 4-14〉 4개 및 5개 SRS를 갖춘 한국의 이중주파수 SBAS의 APV-I 서비스 가용성 ; 확률적인 사례와 무장애 사례(Stochastic and no failure cases)의 비교 156
〈그림 4-15〉 SRS4개 또는 5개를 갖춘 한국 이중주파수 SBAS의 CAT-I 접근서비스 WAL=15m)가용성 : 확률적인 사례 및 무장애 사례 (Stochastic and No Failure) 비교 157
〈그림 4-16〉 위성 장애가 있는 GRAS 인루트 가용성 및 없는 가용성 159
〈그림 4-17〉 위성 장애가 있는 GRAS NPA 가용성 및 없는 GRAS NPA 가용성 160
〈그림 4-18〉 4개와 5개 GRAS 가 설치된 한국의 단일주파수 GRAS의 APV-I서비스 가용성 ; 확률적인 사례(Stochastic) 및 무장애(No Failure) 사례 비교 ; 전리층 경감이 있는 비교와 없는 비교 161
〈그림 4-19〉 한국 공항의 GBAS CAT-I 가용성 추정 162
〈그림 4-20〉 18,000ft(MSL)에서의 통달범위. 그림의 색깔은 하단 오른 쪽 구석에 범례에 따른 신호 중복성(Redundancy)을 의미한다. 164
〈그림 4-21〉 RKJB의 VHF 통달범위 165
〈그림 4-22〉 RKJJ의 VHF 통달범위 165
〈그림 4-23〉 RKTY의 VHF 통달범위 166
〈그림 4-24〉 RKJK의 VHF 통달범위 166
〈그림 4-25〉 RKJM의 VHF 통달범위 167
〈그림 4-26〉 RKJY의 VHF 통달범위 167
〈그림 4-27〉 RKNW의 VHF 통달범위 168
〈그림 4-28〉 RKNY의 VHF 통달범위 168
〈그림 4-29〉 RKPC의 VHF 통달범위 169
〈그림 4-30〉 RKPD의 VHF 통달범위 169
〈그림 4-31〉 RKPK의 VHF 통달범위 170
〈그림 4-32〉 RKPS의 VHF 통달범위 170
〈그림 4-33〉 RKPU의 VHF 통달범위 171
〈그림 4-34〉 RKSI의 VHF 통달범위 171
〈그림 4-35〉 RKJK의 VHF 통달범위 172
〈그림 4-36〉 RKTH의 VHF 통달범위 172
〈그림 4-37〉 RKTN의 VHF 통달범위 173
〈그림 4-38〉 RKTU의 VHF 통달범위 173
〈그림 4-39〉 위치 측정 장치를 갖춘 트랙터와 자동 쟁기 및 토양 센서(Soil Sensor) 181
〈그림 4-40〉 제품 수명 주기 비용의 PV 189
〈그림 4-41〉 GNSS 구축비용의 Monte Calrol 시뮬레이션 결과 191
〈그림 4-42〉 Monte Carlos 시뮬레이션의 SBAS 민감도 분석 192
〈그림 4-43〉 Monte Carlos 시뮬레이션의 GRAS 민감도 분석 192
〈그림 4-44〉 Monte Carlo 시뮬레이션의 GBAS 민감도 분석 193
〈그림 4-45〉 지역보강시스템 (GBAS) 개념도 195
〈그림 4-46〉 우리나라 공항의 ILS 설치 현황 196
〈그림 4-47〉 접근 비행시 지상 충돌 사고 예 (김해공항, 중국항공) 197
〈그림 4-48〉 GBAS 인증단계 199
〈그림 4-49〉 GBAS 연구개발 방안 검토 도식 203
〈그림 5-1〉 우리나라 항공운송 순위 219
〈그림 5-2〉 GDP 대비 항공사고 비용(좌) 및 단위 km당 항공사고 비용(우) 비교 220
〈그림 5-3〉 기술분류체계의 개념 225
〈그림 5-4〉 BMO 분석 절차 228
〈그림 5-5〉 기 수행 연구개발 로드맵 232
〈그림 5-6〉 우선순위 및 투자주체 결정 방법 258
〈그림 5-7〉 쌍별 비교 예시(감시분야) 261
〈그림 6-1〉 특정 낮 시간대에 미국공역을 비행중인 항공기(5500여대) 271
〈그림 6-2〉 CNS/ATM개념 및 발전 방향 273
〈그림 6-3〉 항공통신 시스템의 변화 (기존/현재 → 미래) 274
〈그림 6-4〉 인천 FIR 및 인접 비행정보구역 274
〈그림 6-5〉 유럽의 통신분야 기술개발 로드맵 276
〈그림 6-6〉 VDL M2 통신서비스 영역(2007년, SITA사) 277
〈그림 6-7〉 위성항법시스템과 위성항법 보강시스템 298
〈그림 6-8〉 ICAO 규격의 항행시스템 299
〈그림 6-9〉 비행고도에 따른 위성항법 활용 299
〈그림 6-10〉 미국의 WAAS 구성도 300
〈그림 6-11〉 미국의 LAAS 구성도 300
〈그림 6-12〉 유럽의 EGNOS 구성도 301
〈그림 6-13〉 일본의 MTSAT 구성과 개념 301
〈그림 6-14〉 GRAS 구성도 302
〈그림 6-15〉 국내 항공운송량 증가 추세 315
〈그림 6-16〉 ICAO의 미래 항행시설 변화 유도 방향 316
〈그림 6-17〉 국내 항공 관제량 증가 추세 317
〈그림 6-18〉 유럽의 미래 항공정체 예상도 317
〈그림 6-19〉 Free-Flight를 구현하기 위한 비행단계별 활용 시스템 321
〈그림 6-20〉 STARS 시스템의 구성도 322
〈그림 6-21〉 AT-One 프로그램을 통한 시뮬레이터 공동 활용 계획 323
〈그림 6-22〉 일본의 ATM시뮬레이터 323
〈그림 8-1〉 본 과제 수행 업무 흐름도 385
〈그림 8-2〉 우리나라 전공역 위성항법 보강시스템 구축비용 분석 결과 389
〈그림 8-3〉 CNS/ATM 연구개발 흐름도 391
〈그림 8-4〉 CNS/ATM 연구개발 제안 로드맵그림 395
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