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목차
제1장 서론 13
제1절 과제 개요 15
1. 목적 15
2. 내용 15
제2절 수행 체계 및 일정 16
1. 수행 체계 16
2. 수행 일정 17
제2장 우주전파환경 개요 19
제1절 우주전파환경 21
제2절 우주전파환경 영향 및 피해사례 26
1. 우주전파환경의 영향 26
2. 우주전파 환경에 의한 피해 31
제3절 우주환경에 의한 항공·항법의 피해 34
1. 인간에 대한 위험 34
2. 항공전자장비(Avionics) 37
3. 항공통신 37
4. 위성항법 38
5. 항공기술발전과 우주기상 39
6. 미래 항공운항에 대한 위험 평가 40
제3장 항행안전시설 개요 43
제1절 지상항행시스템 46
1. 전방향표지시설(VHF Omni-directional Radio Range; VOR) 46
2. 계기착륙시설(Instrument Landing System; ILS) 46
3. 레이더시설(RAdio Detection And Ranging; RADAR) 48
4. 거리측정시설(Distance Measuring Equipment; DME) 50
5. 전술항행표지시설(TACtical Air Navigation; TACAN) 51
제2절 위성항행시스템(CNS/ATM) 52
1. 통신기술 52
2. 항법기술 54
3. 감시기술 55
4. 항공교통관리기술 57
5. 대안항행시스템 기술 58
제4장 국내외 태양폭풍 대비 연구실태 및 대응방안 조사 61
제1절 국내외 우주환경연구 실태 63
1. 국외 현황 63
2. 국내 현황 72
제2절 국내공항의 태양폭풍 대응실태조사 및 대응방안 조사 80
1. 목적 80
2. 조사 개요 80
3. 확인내용 및 방문시설 81
4. 주요 확인 사항 83
5. 조사결과 요약 86
제3절 외국의 태양폭풍 대비 실태 및 대응방안 조사 분석 87
1. 목적 87
2. 조사 개요 87
3. 우주기상 전문 연구기관 87
4. 항공사와 공항 94
5. 조사결과 요약 99
제4절 국내의 타 분야 태양폭풍 대비실태 및 대응방안 조사 100
1. 방송, 통신 및 지상항법 분야 100
2. 군 분야 100
3. 위성 분야 101
4. 전력 분야 102
제5절 외국 및 국내 타분야 연구결과 적용가능성 분석 103
1. NOAA Space Weather Scale 103
2. 국립전파연구원 자체 경보등급 105
제5장 태양폭풍이 항행안전시설에 미치는 영향분석 107
제1절 서론 109
제2절 국내 항행안전시설의 전파특성 분석 109
1. ILS 계기착륙시스템 109
2. 기타 무선항행안전시설 111
제3절 항행안전시설의 영향분석 113
1. 태양전파잡음에 의한 영향분석 113
2. 태양폭풍이 GPS 신호에 미치는 영향 114
3. 태양폭풍이 항공무선통신에 미치는 영향 117
제4절 분석 결과 요약 118
제6장 태양폭풍의 피해 대책 및 대응 방안 119
제1절 대응방안 연구 개념 121
제2절 피해발생 시 피해예방 대책 및 대응 방안 마련 122
1. 경보 등급별 항행안전시설 피해 방지 대책 및 최소화 방안 연구 122
2. 항행안전시설 피해 발생 시 대체시설 운영 및 응급조치 방안 127
3. 태양폭풍 발생 시 항행안전시설 운영요령 등 대응 매뉴얼 129
4. 항행안전시설 사용자(관제사, 조종사, 항공사 등) 대처요령 131
5. 항행안전시설 관리 및 피해예방을 위한 관련 규정 보완 및 개정(안) 137
제7장 결론 145
부록 151
1. Integrating Space Weather Observations & Forecasts into Aviation Operations 154
2. 각종 회의 자료 213
2.1. 사업 착수 회의 (2011년 9월 6일) 213
2.1.1. 착수회의 일정 213
2.1.2. 착수회의 결과 보고 213
2.1.3. 착수회의 회의록 214
2.1.4. 착수회의 사진 216
2.1.5. 발표 자료 217
I. 연구 개요 219
II. 추진체계 및 추진전략 220
III. 세부 수행 방안 222
IV. 연구비 편성 225
V. 기타 225
2.2. 중간발표 회의 (2011년 11월25일) 228
2.2.1. 중간발표 일정 228
2.2.2. 중간발표 회의록 229
2.3. 결과발표 회의 (2012년 1월11일) 232
2.3.1. 최종보고회 알림문 232
2.3.2. 최종보고회 회의록 233
2.3.3. 발표 자료 235
3. 워크샵 자료 271
3.1. 워크샵 일정 271
3.2. 워크샵 발표자료 273
3.2.1. 인천공항공사 발표자료 273
3.2.2. 대한항공 발표자료 284
1. 태양 활동 전망과 영향 285
2. 우주기상과 항공기 운항 영향 287
3. 북극항로 운항 필요성 288
4. 북극항로 운항과 FAA Requirements 289
5. 우주기상 부문 당사 대응 방안 290
6. 우주 환경 감시 시스템[예] 291
7. 요청 사항 292
3.2.3. 우주전파센터 발표자료 293
I. 우주전파센터 일반현황 294
II. 우주전파 개요 295
III. 2012년 비전 및 목표 298
IV. 3대핵심과제 298
[1] 예·경보서비스 본격 실시 298
[2] 예·경보서비스 정확도 향상 300
[3] 우주전파 협력체계 강화 309
3.3. 워크샵 사진 312
4. 참여연구원 명단 313
I. 연구개요 317
II. 우주전파환경 개요 321
1. 우주전파환경 322
2. 우주전파환경 영향 및 피해사례 323
가. 우주전파환경의 영향 323
나. 우주전파 환경에 의한 피해 327
3. 우주환경에 의한 항공·항법의 피해 328
가. 인간에 대한 위험 329
나. 항공전자장비(Avionics) 329
다. 항공통신 329
라. 위성항법 330
마. 미래 항공운항에 대한 위험 평가 330
III. 항행안전시설 개요 331
1. 지상항행시스템 332
2. 위성항행시스템 (CNS/ATM) 333
IV. 국내외 태양폭풍 대비 연구실태 및 대응방안 연구 339
1. 국내외 우주환경연구 실태 340
가. 국외 현황 340
나. 국내 현황 343
2. 국내공항의 태양폭풍 대응실태조사 및 대응방안 조사 345
가. 목적 345
나. 조사 개요 346
다. 확인내용 및 방문시설 346
라. 조사 결과 347
3. 외국의 태양폭풍 대비 실태 및 대응방안 조사 분석 347
가. 목적 347
나. 조사 개요 348
다. 우주기상 전문 연구기관 348
라. 항공사와 공항 349
마. 조사결과 요약 351
4. 국내의 타 분야 태양폭풍 대비실태 및 대응방안 조사 351
5. 외국 및 국내 타분야 연구결과 적용가능성 분석 352
V. 태양폭풍이 항행안전시설에 미치는 영향분석 356
1. 서론 357
2. 국내 항행안전시설의 전파특성 분석 357
가. ILS 계기착륙시스템 357
나. 기타 무선항행안전시설 358
3. 항행안전시설의 영향분석 360
가. 태양전파잡음에 의한 영향분석 360
나. 태양폭풍이 GPS 신호에 미치는 영향 361
다. 태양폭풍이 항공무선통신에 미치는 영향 362
4. 분석 결과 요약 363
VI. 태양폭풍 피해 대책 및 대응 방안 364
1. 대응방안 연구 개념 365
2. 피해발생 시 피해예방 대책 및 대응 방안 마련 366
가. 경보 등급별 항행안전시설 피해 방지 대책 및 최소화 방안 연구 366
나. 항행안전시설 피해 발생 시 대체시설 운영 및 응급조치 방안 369
다. 태양폭풍 발생 시 항행안전시설 운영요령 등 대응 매뉴얼 370
라. 항행안전시설 시용자(관제사 조종사 항공사 등) 대처요령 372
마. 태양폭풍 관련 항행안전시설 관리 및 피해예방을 위한 관련 규정 보완 및 개정(안) 374
VII. 결론 375
vol.1 12
표 1. 우주전파환경변화에 의해 영향을 받는 분야 26
표 2. 항공-항법에의 영향 27
표 3. 궤도에 따른 우주환경의 특징 30
표 4. 우주환경 변화에 의한 피해 사례 33
표 5. 항행안전시설 종류 45
표 6. LLZ/GP 송신주파수 짝 47
표 7. 유럽 주요국가의 우주전파 연구기관 현황 71
표 8. 전리층 교란에 의한 통신시스템의 영향 및 관련기관 75
표 9. 천문연구원 우주기상 예보센터 관측자료 및 예·경보 항목 76
표 10. 국내 공항공사 및 공항 현장방문 일정 81
표 11. 국내 공항공사 및 공항 현장방문 결과 86
표 12. 델타항공에서 사용하는 Space Weather Scale 97
표 13. 국외 항공사 및 공항 현장방문 결과 99
표 14. 항공·항법에 대한 자체 보호기준(안) 105
표 15. 자체보호기준별 태양활동 파라미터 106
표 16. ILS 장치의 전기적 특성 110
표 17. VOR, DME, Radar의 전기적 특성 112
표 18. Solar radio burst 잡음이 무선항행안전시설에 미치는 영향 분석 113
표 19. GPS수신기 작동 상태에 따른 SNR 변화 115
표 20. Solar radio burst에 의한 GPS신호 SNR저하 116
표 21. 태양폭풍에 의한 항행안전시설 분석결과 요약 118
표 22. 지자기 폭풍 경보등급 별 예상 장애 122
표 23. 태양 복사 폭풍 경보등급 별 예상 장애 123
표 24. 전파 장애 경보등급 별 예상 장애 124
표 25. 지자기 폭풍 등급 별 대응방안 125
표 26. 태양 복사 폭풍 등급 별 대응방안 125
표 27. 전자파 장애 등급 별 대응방안 126
표 28. 신속복구방안 127
표 29. 우주환경에 의한 피해 발생 시 대체 시설 운영 방안 128
표 30. 피해 발생 시 응급조치 방안 129
vol.1 10
그림 1. 추진체계 16
그림 2. 태양 지구간 상호 영향 22
그림 3. GPS 수신신호의 에러발생 예시 23
그림 4. 태양활동이 지구에 미치는 영향 24
그림 5. 전파의 종류와 이동 경로 28
그림 6. 비행고도에 따른 은하우주선량의 변화 35
그림 7. 전 지구적 태양방사능 경고 지역 36
그림 8. SWPC의 홈페이지 메인화면 63
그림 9. SWPC 우주환경 예·경보실 내부구조 64
그림 10. IRF 홈페이지 메인화면 65
그림 11. IRF 우주환경 예·경보실 내부구조 66
그림 12. ESA 홈페이지 67
그림 13. RAL 홈페이지 69
그림 14. IKI 홈페이지 70
그림 15. BIRA-IASB 홈페이지 71
그림 16. 국립전파연구원 우주전파센터 홈페이지 72
그림 17. 국립전파연구원 관측시설 및 예경보 시스템 73
그림 18. 천문연구원 우주환경 감시시스템(좌) 및 우주환경모니터링 시스템(우) 76
그림 19. 전파연구원 보유 관측장비 76
그림 20. 극지 연구소의 지자기 센서 및 관측실 79
그림 21. 남극세종기지에 설치한 유성 레이다 (VHF Meteor Radar) 79
그림 22. SATI (Spectral Airglow Temperature Imager) 79
그림 23. NOAA의 Space Weather Scale(세부적인 내용은 부록 참조) 104
그림 24. 국립전파연구원 자체 경보 등급 105
그림 25. Localizer(LLZ) 110
그림 26. Glide Path(GP) 111
그림 27. Marker 111
그림 28. VOR 112
그림 29. DME 112
그림 30. Radar 112
그림 31. 태양폭풍에 의한 HF신호 흡수현상 117
그림 32. 태양폭풍에 의하여 북극에 형성된 PCA 모습 117
그림 33. 예상피해사항에 대한 대응방안 마련 121
그림 34. 우주환경 경보에 따른 대응절차 130
그림 35. 우주기상 경보 발령 시 항행안전시설 사용자 그룹별 대처 절차 132
그림 36. 우주기상 경보 시 관제사 대처 절차 135
그림 37. 우주기상 경보 시 항공사 대처 절차 137
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