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요약문
SUMMARY
CONTENTS
목차
1장 연구개발 개요 53
1절 연구개발 배경 54
1. 연구 배경 54
2. 연구 주요 추진경과 55
3. '민간무인항공기'란 무엇인가? 56
2절 연구개발 필요성 58
1. 국내·외 민간무인항공기 동향 58
2. 연구개발 필요성 63
3. 연구목표 64
4. 연구범위 64
3절 주요 연구내용 및 진행현황 66
1. 주요 연구내용 66
2. 연구 진행현황 69
4절 국내 유사 연구 현황 72
1. 개요 72
2. 국내 유사 연구 주요 내용 72
3. 연구개발의 차별화 방안 78
5절 국내·외 기술개발 현황 80
1. 인증체계 분야 80
2. 운항기준 분야 82
3. 무인항공기 시범운용 분야 84
4. 무인항공기 운용기술 및 활용 분야 88
5. 무인항공기 개발 현황 90
2장 연구개발 수행 내용 및 결과 102
1절 연구수행 전략 및 방법 103
1. 연구수행 전략(비젼 목표) 103
2. 연구수행 방법 104
3장 최종 연구 성과 및 실적 113
1절 민간무인항공기 안전성 인증기준 연구(세부내용 1-1) 114
1. [성과 1] 무인항공기 인증체계 및 기술기준(안) 114
2. [성과 2] 군 무인항공기 감항인증기술기준 분석보고서 137
2절 민간무인항공기 운항기술기준 연구(세부내용 1-2) 155
1. [성과 3] 민간무인항공기 운항기술기준(안) 155
2. [성과 4] 민간무인항공기 사생활 보호기준 연구 189
3. [성과 5] 민간무인항공기 운영자의 법적 책임 196
4. [성과 6] 민간무인항공기 종사자 자격/교육 제도(안) 218
5. [성과 7] 민간무인항공기 운영자 승인제도(안) 235
6. [성과 8] 민간무인항공기 국내법 법제화 기본 연구 254
7. [성과 9] 유무인항공기 통합검증 시뮬레이션 시스템 개발 269
3절 국산 민간무인항공기 시범인증 연구(세부내용 2-1) 302
1. [성과 10] 시범사업계획 검토 보고서 302
2. [성과 11] 국내외 민간무인항공기 기술수준 조사보고서 323
3. [성과 12] 전문조사기관을 이용한 수요분석서 341
4. [성과 13] 민간무인항공기 운용개념 검토 보고서 347
5. [성과 14] 고위험 기술요소 획득방안 검토보고서 375
4절 민간무인항공기 운용시설 구축방안 및 운용 핵심기술 도출(세부내용 2-2) 393
1. [성과 15] 민간무인항공기 운용시설 구축방안 보고서 393
2. [성과 16] 민·군 연계협력 방안 검토 보고서 419
3. [성과 17] 민간무인항공기 항공교통관제절차(안) 439
4. [성과 18] 민간무인항공기 운용핵심기술 개발계획 460
5절 민간무인항공기 중장기 로드맵 수립(세부내용 3) 491
1. [성과 19] 민간무인항공기 중장기 로드맵 491
4장 연구목표 달성 및 효과 530
1절 연구개발 최종목표 달성도 531
2절 연구개발 성과의 효과 535
1. 기술적 효과 분석 536
2. 경제적 효과 분석 536
3. 사회적 효과 분석 536
3절 연구과제추진 일정표 539
5장 연구성과의 활용 및 추가연구 필요성 543
1절 연구성과 향후 활용방안 544
2절 추가연구 필요성 545
6장 결론 546
참고문헌 549
부록 554
부록 1. 민간무인항공기 약어집 557
부록 2. 논문실적 및 증빙 565
부록 3. 전문가 자문 검토의견 621
부록 4. 연구개발과정에서 수집된 해외과학기술정보 657
부록 5. 연구개발 변경사항 659
부록 6. 자체평가 의견서 663
부록 7. 연구개발결과 활용계획서 687
부록 8. 다부처 과제경제성 분석(고신뢰성 다개체 무인이동체통합운용체계구축사업 경제성 분석) 722
별책 754
〈표 1-1〉 전 세계 무인항공기 시장 규모 58
〈표 1-2〉 전 세계 무인항공기 생산량 및 시장 규모 58
〈표 1-3〉 한국 군용무인항공기 시장 생산대수 예측 59
〈표 1-4〉 2025년까지 국내 무인항공기 수요예측 59
〈표 1-5〉 우리나라의 민간용 무인항공기 시장 예측 60
〈표 1-6〉 민간무인항공기 실용화를 위한 기반조성 연구 주요내용 66
〈표 1-7〉 연구 분야별 추진 실적 69
〈표 1-8〉 송골매 제원 93
〈표 1-9〉 사단급 무인항공기 제원 94
〈표 1-10〉 스마트 무인항공기 제원 및 성능 96
〈표 1-11〉 국가별 무인항공기 대표 기종 98
〈표 2-1〉 민간무인항공기 실용화를 위한 기반조성 연구 수행 방법 105
〈표 3-1〉 무인항공기 Complexity Level에 따른 분류 125
〈표 3-2〉 기술기준(안) 개발 대상 선정 배경 131
〈표 3-3〉 유인항공기 및 무인항공기 기술기준 명칭 131
〈표 3-4〉 무인항공기 시범인증을 위한 인증절차 136
〈표 3-5〉 프랑스 감항인증 기술기준 137
〈표 3-6〉 미국 감항인증 기술기준 138
〈표 3-7〉 미국 무인항공기 분류 143
〈표 3-8〉 영국 무인항공기 분류 144
〈표 3-9〉 독일 무인항공기 분류 144
〈표 3-10〉 대한민국 무인항공기 감항인증기준 145
〈표 3-11〉 위험도 평가 146
〈표 3-12〉 위험도 평가 시스템 147
〈표 3-13〉 군용무인항공기 감항인증 기술기준 148
〈표 3-14〉 STANAG 4671 구조 148
〈표 3-15〉 민간무인항공기 감항인증 기술기준 150
〈표 3-16〉 STANAG 4671 기술기준 151
〈표 3-17〉 무인항공기 운항기술기준 목차 164
〈표 3-18〉 항공법 제23조의4 195
〈표 3-19〉 국내 무인항공기 등록 현황 235
〈표 3-20〉 국가별 운영자 승인 현황(UVS International forum(2014.5.27.) 238
〈표 3-21〉 영국의 무인항공기 분류(참고문헌, CAP722) 무인항공기 240
〈표 3-22〉 무인항공기 운영을 위한 고려 사항 241
〈표 3-23〉 항공법 시행규칙 [별표 63의3] 〈개정 2013.3.23.〉 242
〈표 3-24〉 현행 무인비행장치 안전관리 제도 242
〈표 3-25〉 항공법시행규칙 [별표 54] 〈개정 2013.3.23〉 244
〈표 3-26〉 항공기 분류 275
〈표 3-27〉 시나리오에 따른 비행 방식 및 활용범위 283
〈표 3-28〉 시나리오 단계 별 개선방향 및 제반요건 285
〈표 3-29〉 시나리오 단계 별 개선방향 및 제반 요건 286
〈표 3-30〉 시나리오 단계 별 개선방향 및 제반 요건 289
〈표 3-31〉 인근 경량항공기 비행경로 290
〈표 3-32〉 시나리오 단계별 개선방향 및 제반 요건 292
〈표 3-33〉 시나리오 단계별 개선방향 및 제반 요건 298
〈표 3-34〉 시스템 스트레스 테스트 결과 298
〈표 3-35〉 국내 공공·민간 기관 요구사항 조사 302
〈표 3-36〉 국내 공공·민간 기관 요구사항 조사 303
〈표 3-37〉 계층적 분석방법(AHP) 304
〈표 3-38〉 가상 제품군 성능수준 가정 306
〈표 3-39〉 가상 제품군 상대적 선호도 306
〈표 3-40〉 인터뷰 응답 내용 307
〈표 3-41〉 기관에 대한 세부 운용임무 요구사항 308
〈표 3-42〉 미국 기관에 대한 세부 운용임무 요구사항(시험장 1, 2, 3) 313
〈표 3-43〉 기관에 대한 세부 운용임무 요구사항(시험장 4, 5, 6) 314
〈표 3-44〉 유럽 기관에 대한 세부 운용임무 요구사항(시험장 1, 2, 3) 315
〈표 3-45〉 유럽 기관에 대한 세부 운용임무 요구사항(시험장 4, 5, 6) 316
〈표 3-51〉 대상 무인항공기 형태 323
〈표 3-47〉 국내 기술수준 평가 결과 326
〈표 3-48〉 미성숙 기술요소 확보방안 337
〈표 3-49〉 주요국 기술수준 및 판단 근거 338
〈표 3-50〉 설문조사 사례수 및 비율 342
〈표 3-51〉 공공용 민수용 무인항공기 적정 요구성능 370
〈표 3-52〉 임무단계별 임무형상(mission profile) (예) 374
〈표 3-53〉 민간무인항공기 주요 핵심기술 377
〈표 3-54〉 데이터링크 기술 384
〈표 3-55〉 국내 개발 중인 무인항공기 엔진 형태 386
〈표 3-56〉 고위험 기술요소 식별 388
〈표 3-64〉 후보지별 공항확장 가능성 평가 401
〈표 3-58〉 BLOS C2를 위한 위성통신 종류 411
〈표 3-59〉 주요 체계 및 시제개발 업체 현황 419
〈표 3-60〉 주요 체계개발 기관 현황 419
〈표 3-61〉 STANAG 4671 항목별 구성 429
〈표 3-62〉 2장 개정안 요약 442
〈표 3-63〉 3장 개정안 요약 445
〈표 3-64〉 4장 개정안 요약 447
〈표 3-65〉 5장 개정안 요약 448
〈표 3-66〉 무선통신 두절 3단계 449
〈표 3-67〉 6장 개정안 요약 450
〈표 3-68〉 7장 개정안 요약 452
〈표 3-69〉 10장 개정안 요약 455
〈표 3-70〉 APPENDIX 요약 457
〈표 3-71〉 항공교통관제 기술명 및 획득방안 460
〈표 3-72〉 충돌감지 및 회피 기술 획득방안 461
〈표 3-73〉 자율화 기술 획득방안 462
〈표 3-74〉 안전 기술 획득방안 462
〈표 3-75〉 Thread 90 모듈 요약 정리 465
〈표 3-76〉 ASBU 무인항공기 공역통합 로드맵 요약 466
〈표 3-77〉 핵심기술 로드맵 요약 467
〈표 3-78〉 항공교통관제 기술개발 로드맵 요약 468
〈표 3-79〉 충돌감지 및 회피 기술개발 로드맵 요약 469
〈표 3-80〉 자율화 기술개발 로드맵 요약 471
〈표 3-81〉 안전 기술개발 로드맵 요약 472
〈표 3-82〉 종합 핵심기술개발 로드맵 요약 473
〈표 3-83〉 안전성입증 기술 성능요구도 488
〈표 3-84〉 항공교통관제 기술 성능요구도 489
〈표 3-85〉 보안 기술 성능요구도 489
〈표 3-86〉 충돌감지 및 회피 기술 성능요구도 490
〈표 3-87〉 자율화 기술 성능요구도 490
〈표 3-88〉 미국 무인항공기 분류 체계 491
〈표 3-89〉 영국 무인항공기 분류 체계 491
〈표 3-90〉 호주 무인항공기 분류 체계(무게) 492
〈표 3-91〉 호주 무인항공기 분류 체계(고도) 492
〈표 3-92〉 국내 유·무인항공기 분류 현황 493
〈표 3-93〉 국내 초경량비행장치 공역 위치 496
〈표 3-94〉 C2 링크 형식에 따른 통신 성능 요구조건 예시 499
〈표 3-95〉 유럽의 원격조종항공기시스템 인증 규정 수립 현황 501
〈표 3-96〉 초경량 비행장치 기체 제한 범위 505
〈표 3-97〉 ICAO 분류에 따른 국내 분류 제안 507
〈표 4-1〉 연구 분야별 추진 실적 531
〈표 4-2〉 무인항공기의 파급효과 내용 및 근거 535
〈표 4-3〉 무인항공기 활용분야 537
〈그림 1-1〉 전 세계 무인항공기 생산량 및 시장 규모 59
〈그림 1-2〉 UAS integration in the NAS 85
〈그림 1-3〉 SINUE 개념도 86
〈그림 1-4〉 미국의 대표적 무인항공기 91
〈그림 1-5〉 군단급 무인항공기 RQ-101 송골매 93
〈그림 1-6〉 사단급 무인항공기 형상 94
〈그림 1-7〉 차기 군단 정찰용 무인항공기 예상 형상 94
〈그림 1-8〉 중고도 정찰용 무인항공기 예상 형상 95
〈그림 1-9〉 스마트무인항공기 운용개념도 96
〈그림 1-10〉 단계별 체계개발 목표 97
〈그림 2-1〉 연구수행 전략 103
〈그림 3-1〉 ICAO SAPRS 제정 등 무인항공기 관련 일정 155
〈그림 3-2〉 미국의 국가공역으로 통합 계획 158
〈그림 3-3〉 유럽 무인항공기 공역 통합 일정(안) 159
〈그림 3-4〉 국내 항공법규 체계 160
〈그림 3-5〉 무인항공기 운항기술기준 작성 흐름도 162
〈그림 3-6〉 비교차이분석의 예(제5장 무인항공기 성능 운용 제한) 163
〈그림 3-7〉 가시영역 내 및 밖의 혼합운용 개념도 165
〈그림 3-8〉 동일 지점 가시영역 내 운항 개념도 166
〈그림 3-9〉 두 지점 지상관제 및 조종 이양 개념도 167
〈그림 3-10〉 두 지점 지상 및 위성 통신과 조종 이양 혼합 운항 개념도 168
〈그림 3-11〉 세 지점 위성관제 및 위성통신 개념도 169
〈그림 3-12〉 세 지점 지상 및 위성통신 조종 이양 혼합 운항 개념도 170
〈그림 3-13〉 호주 퀸즈랜드주 운항시험용 이동식 항공기 추적 설비(보잉) 173
〈그림 3-14〉 미래 적용 가능한 ATC와 ATS간 지상 연결(NASA) 174
〈그림 3-15〉 다부처 과제 추진일정 176
〈그림 3-16〉 무인기 종류에 따른 공역내 운용 개념 179
〈그림 3-17〉 무인항공기 운영자증명 승인절차에 관련된 법·규정 248
〈그림 3-18〉 유무인항공기 통합 시뮬레이션 시스템 구성도 270
〈그림 3-19〉 관제사용 화면 272
〈그림 3-20〉 조종사용 화면 273
〈그림 3-21〉 3차원 시점에서 바라본 항공기 궤적 273
〈그림 3-22〉 MRD 화면 274
〈그림 3-23〉 SDPS 모듈 시뮬레이션 결과 274
〈그림 3-24〉 항공기 모델 검증 결과 275
〈그림 3-25〉 조종사 음성 통신 UI 276
〈그림 3-26〉 관제사 음성 통신 UI 276
〈그림 3-27〉 3D 지형 랜더링 277
〈그림 3-28〉 관제 모니터링... 277
〈그림 3-29〉 3D 영상엔진 주요기능(무인항공기... 278
〈그림 3-30〉 3D 영상엔진 주요기능(디브리핑) 278
〈그림 3-31〉 기존 및 신축 예정 활주로 279
〈그림 3-32〉 공역정보 표시 280
〈그림 3-33〉 유무인항공기 항적 및 충돌상황경고표시 280
〈그림 3-34〉 시스템 연동 시험 281
〈그림 3-35〉 지정된 공역 입·출항 비행 290
〈그림 3-36〉 시나리오 개요도 294
〈그림 3-37〉 유무인항공기 연동 화면 -... 299
〈그림 3-38〉 유무인항공기 연동 화면 -... 299
〈그림 3-39〉 부산대 모듈 299
〈그림 3-40〉 CWP에서 부산대 무인항공기... 299
〈그림 3-41〉 CIP Result(All Cases) 301
〈그림 3-42〉 WCV With Relaxation Factor 301
〈그림 3-43〉 해양경찰청 1단계 설문조사 수행내용 305
〈그림 3-44〉 산림청 1단계 설문조사 수행내용 305
〈그림 3-45〉 민간무인항공기 체계 소요기술 324
〈그림 3-46〉 무인항공기 체계 구성품 347
〈그림 3-47〉 고정익 무인항공기 구성 348
〈그림 3-48〉 회전익 무인항공기 구성 348
〈그림 3-49〉 항공기의 이륙 및 착륙 절차 351
〈그림 3-50〉 민간용 무인항공기 항법 및 통제 체계 352
〈그림 3-51〉 수도권(경기도)지역 공역 353
〈그림 3-52〉 Shadow 200 운용 개념 358
〈그림 3-53〉 Graphic View of UAV Test Scenario 360
〈그림 3-54〉 고정익형 무인항공기 시스템 구성 및 운용개념 363
〈그림 3-55〉 해외 무인항공기 운용개념 사례 363
〈그림 3-56〉 고정익형 단거리 운용개념 365
〈그림 3-74〉 지상중계장비를 이용한 장거리 운용개념 367
〈그림 3-75〉 선박에서의 자동이착륙 개념 367
〈그림 3-76〉 민수 해상용 무인항공기 운용개념 372
〈그림 3-77〉 민수 지상용 틸트로터 무인항공기 운용개념 373
〈그림 3-78〉 SAVDS 운용개념 379
〈그림 3-79〉 GPAR-RMS... 379
〈그림 3-80〉 전형적인 TACS 충돌방지 체계 380
〈그림 3-81〉 ADS-B 운용개념 381
〈그림 3-82〉 CD&R 운용개념 381
〈그림 3-83〉 복수 무인항공기 통신운용 개념도 383
〈그림 3-84〉 FAA 선정 민간무인항공기 시범운용 시설 및 시범운용 범위 394
〈그림 3-85〉 공역등급화 도표 395
〈그림 3-86〉 민간무인항공기 운용시설구축 방안을 위한 축약형 공항개발 총괄계획... 396
〈그림 3-87〉 민간무인항공기 운용 시 상황별 필요한 시설 도출 397
〈그림 3-88〉 고흥항공센터 확장시설 배치 시뮬레이션 결과(본 과제 연구결과) 397
〈그림 3-88〉 고흥항공센터 계류장 및 다목적 격납고(본 과제 연구결과) 398
〈그림 3-90〉 대한민국 민간공항의 위치와 민간무인항공기 운용을 위한 후보공항 위치 400
〈그림 3-91〉 민간무인항공기 시범인증을 위한 운용시설 부지계획 예시 402
〈그림 3-92〉 민간무인항공기 운용을 위한 고흥 항공센터 내 시설물 배치(안) 402
〈그림 3-93〉 민간무인항공기 운용을 위한 무안 국제공항 내 시설물 배치(안) 402
〈그림 3-94〉 민간무인항공기 운용을 위한 여수공항/울진비행장 내 시설물 배치(안) 403
〈그림 3-95〉 공항시설구축 시뮬레이션 결과(본 과제 연구결과) 403
〈그림 3-96〉 지상기반 공중충돌 감지 및 회피 시스템(Ground-based Sense-and-Avoid, GBSAA)... 404
〈그림 3-97〉 미국의 ADS-B 지상 기지국(2014) 405
〈그림 3-98〉 전 세계 GBAS 설치 공항; 초록색: GBAS 운영중, 파란색:... 407
〈그림 3-99〉 전IILS 시스템과 GBAS 시스템 비용 분석 407
〈그림 3-100〉 GBAS 시설 설치비용 407
〈그림 3-84〉 Malaga 공항의 GBAS 설치 환경 409
〈그림 3-85〉 Newark 공항과 Houston 공항의 GBAS 설치 위치 409
〈그림 3-86〉 고흥, 무안 공항의 GBAS 지상장비 설치 가능상 지역(안) 409
〈그림 3-87〉 위성통신 데이터 송수신용 안테나(좌: 정지궤도위성, 우: 저궤도위성) 411
〈그림 3-88〉 CNPC 기반 네트워크 시스템 412
〈그림 3-89〉 정보 교환 중심 네트워크 - SWIM의 개념 412
〈그림 3-90〉 민간무인항공기의 공역 내 운용 개념도 413
〈그림 3-91〉 NextGen 모식도 414
〈그림 3-92〉 NextGen의 6요소 모식도 415
〈그림 3-93〉 ADS-B가 요구되는 공역 416
〈그림 3-94〉 Airport2Airport 모드, 특정 항공기의 공항 간 이동경로 획득 417
〈그림 3-95〉 Enroute2Airport 모드, 지정 공항으로 이동하는 항공기 데이터 획득 417
〈그림 3-96〉 X Plane10 ADS-B 실시간 피드 결과 로컬... 418
〈그림 3-97〉 세계 무인항공기 기술수준(국방기술품질원 2013년 기준) 420
〈그림 3-98〉 전국 군 공항기지 현황(공군) 423
〈그림 3-99〉 군 운용 공항(육군) 424
〈그림 3-100〉 군용 비행장 전경 및 기반시설 현황 425
〈그림 3-101〉 기타 비행장 전경 및 기반시설 현황 426
〈그림 3-102〉 군용무인항공기 감항인증 조직도 428
〈그림 3-103〉 국내 형식인증 취득... 430
〈그림 3-104〉 글로벌호크 활용 433
〈그림 3-105〉 프레데터 활용 433
〈그림 3-106〉 스캔이글 활용 434
〈그림 3-107〉 새도우 200 활용 434
〈그림 3-108〉 퓨마 활용 435
〈그림 3-109〉 Hermes 활용 436
〈그림 3-110〉 Heron 활용 436
〈그림 3-111〉 패스파인더 플러스 활용 437
〈그림 3-112〉 에어로존데 활용 437
〈그림 3-113〉 ASBU 구성 463
〈그림 3-114〉 초경량비행장치 검사신청 순서(교통안전공단) 495
〈그림 3-115〉 국내 초경량 비행장치... 496
〈그림 3-116〉 무인데이터통신시스템용 특정소출력무선기기 기술기준 498
〈그림 3-117〉 무인항공기 운용 조건 507
〈그림 3-118〉 운항기준 수립 로드맵 아이템 도출 근거 508
〈그림 3-119〉 무인항공기 운항기준 수립 로드맵에 적용 가능한 국내 법·규정 현황 509
〈그림 3-120〉 형식/감항기준 수립 로드맵 아이템 도출 근거 510
〈그림 3-121〉 운영자 승인제도 수립 로드맵 아이템 도출 근거 511
〈그림 3-122〉 운용자 승인 제도 수립 로드맵 적용 가능한 국내 법·규정 현황 511
〈그림 3-123〉 항공종사자 자격(무인항공기 관련) 제도 수립 로드맵 아이템 도출 근거 511
〈그림 3-124〉 항공종사자 자격(무인항공기관련) 제도 수립 로드맵 적용 가능한 국내 법·규정... 512
〈그림 3-125〉 무인항공기 운용 시스템 보안 방안 수립 로드맵 아이템 도출 근거 512
〈그림 3-126〉 민간무인항공기 운용 인프라 구축 로드맵 아이템 도출 근거 513
〈그림 3-127〉 법제화 추진 일정 514
〈그림 3-128〉 핵심기술 로드맵 운합운용안 515
〈그림 3-129〉 운항기준 수립 로드맵 520
〈그림 3-130〉 형식/감항기준 수립 로드맵 521
〈그림 3-131〉 운용자 승인 제도 수립 로드맵 521
〈그림 3-132〉 항공종사자 자격(무인항공기관련) 제도 수립... 522
〈그림 3-133〉 무인항공기 보안 기술 로드맵 522
〈그림 3-134〉 지상국장 보안 기술 로드맵 523
〈그림 3-135〉 무인항공기 보안 교육 및 훈련 로드맵 523
〈그림 3-136〉 운무인항공기 시스템 보안 로드맵 524
〈그림 3-137〉 비행시험 인프라 구축 로드맵 524
〈그림 3-138〉 지상운용 인프라 구축 로드맵 525
〈그림 3-139〉 통신 인프라 구축 로드맵 525
〈그림 3-140〉 위성을 이용한 무인항공기 운용 인프라 구축 로드맵 526
〈그림 3-141〉 민간무인항공기 실용화 기반 조성을 위한 중장기 종합계획 공청회 527