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보고서 요약서

요약문

목차

1장 기획연구 개요 19

1절 기술의 정의 19

1. GBAS 시스템 구성 및 주요 기능 19

2. 개발 대상 시스템의 분류 및 정의 25

3. 체계개발 핵심기술 26

4. 성능관련 핵심기술 28

2절 기획연구의 추진배경 31

3절 기획연구의 필요성 32

1. 정책적 필요성 32

2. 기술적 필요성 32

3. 경제적 필요성 34

4절 기획연구의 개관 및 연구내용 35

1. 기획연구의 개요 35

2. 기획연구의 범위 35

3. 기획연구의 목표 35

4. 기획연구 대상 기술의 정의 36

5. 기획연구 내용 36

6. 기획연구 추진전략 37

2장 국내외 동향 및 환경 분석 39

1절 국내외 기술개발 동향 및 분석 39

1. 국내 기술 및 연구 동향 39

2. 국외 기술 및 연구 동향 43

3. 기술 수준 및 예측 58

2절 국내외 관련 특허 동향 분석 61

1. 국내 특허동향 및 분석 61

2. 국외 특허동향 및 분석 62

3. 특허 회피 방안 63

3절 국내외 정책 및 시장동향 및 분석 69

1. 미국(FAA) 정책 동향 69

2. 유럽 정책 동향 70

3. 일본 GBAS 기술 개발 및 정책 동향 73

4절 GBAS 국제 규격 분석 75

1. ICAO Navigation System Panel (ICAO NSP) 75

2. RTCA (Radio Technical Commission for Aeronautics) 91

5절 연구개발 인프라 분석 106

1. 정부 출연 연구소 인프라 106

2. 산업계 연구 인프라 107

3. 학계 연구 인프라 107

6절 종합분석 109

1. GBAS CAT-II/III의 정책 및 시장 현황 109

2. GBAS CAT-II/III의 개발 필요성 109

3. 기술개발 핵심 요소 및 단계별 적용 110

3장 중장기 로드맵 및 개발 전략 111

1절 중장기 로드맵 111

1. 중장기 로드맵 작성 배경 111

2. 중장기 기술로드맵 113

3. 중장기 연구개발 추진로드맵 114

2절 개발 전략 115

1. 대외환경 변화 115

2. 개발 전략의 검토 115

4장 연구개발과제 구성 및 추진전략 120

1절 비전 및 목표 120

1. 비전 120

2. 목표 120

2절 핵심기술요소 선정 및 TRL 목표 121

3절 연구개발과제 구성 124

1. 주요 연구내용 124

2. 상세 연구내용 125

3. 연차별 연구내용 129

4. 추진 전략 131

5. 최종 성과물 133

6. 기존 연구와의 중복성 및 연계방안 134

4절 기술로드맵 및 성과 로드맵 141

1. 기술로드맵 141

2. 성과로드맵 142

5절 성과활용방안 143

6절 연구수행체계 144

5장 사전타당성 분석 145

1절 정책적 타당성 분석 145

2절 기술적 타당성 분석 146

1. 국내 기술수준 146

2. 기술 중복성 146

3. 기술개발 성공 가능성 147

3절 기술수준 및 수요조사 결과 분석 148

1. GBAS 기술 개발 필요성 및 활용성 148

2. 단계별 사업 목표의 적절성 155

3. 핵심 기술 분류의 적절성 157

4. 기술별 기술완성도 및 적절성 검토 164

4절 SWOT 분석 175

1. 강점 요인 175

2. 약점 요인 175

3. 기회 요인 176

4. 위협 요인 176

5절 경제적 타당성 분석 178

1. 경제성 분석의 필요성 178

2. 경제성분석 범위 및 방법 178

3. GBAS CAT-II/III 시스템 도입 필요성 183

4. GBAS CAT-II/III 시스템 비용-편익분석 192

5. GBAS CAT-II/III 경제성 분석 220

6장 연구투입 소요예산 산정 230

1절 소요예산 총괄 230

2절 항목별 소요예산 231

3절 연차별 소요예산 232

7장 과제제안 요구서 236

1절 과제 제안요구서(RFP) 236

2절 평가기준 설정 241

참고문헌 242

Appendix 12

Appendix A : 약어집 246

Appendix B-1 : 1차 자문위원회 회의록 247

Appendix B-2 : 2차 자문위원회 회의록 251

Appendix B-3 : 최종 자문위원회 회의록 254

Appendix C-1 : 1차 전문가 설문조사 자료 257

Appendix C-1_2 : 1차 전문가 설문조사 응답 결과 271

Appendix C-2_1 : 2차 전문가 설문조사 자료 272

Appendix C-2_2 : 2차 전문가 설문조사 응답 결과 291

Appendix D : GBAS 무결성 핵심 소프트웨어별 TRL 목표 수준 314

표목차

〈표 1.1.1〉 개발 대상 시스템의 분류 및 정의 25

〈표 1.1.2〉 체개개발 핵심 기술 분류 및 정의 26

〈표 1.1.3〉 성능관련 핵심 기술 분류 28

〈표 1.4.1〉 기관별 중점 연구목표 37

〈표 2.1.1〉 산업계 위성항법시스템 관련 주요 연구 40

〈표 2.1.2〉 학계 위성항법시스템 관련 주요 연구 41

〈표 2.1.3〉 정부출연연구소 GBAS 관련 주요과제 42

〈표 2.1.4〉 ICAO PBN Navigatioin Specifications 45

〈표 2.1.5〉 GBAS 지상시스템 기술 수준 및 예측 58

〈표 2.4.1〉 항공기의 FAST-C와 FAST-D의 기준 차이 76

〈표 2.4.2〉 Data Block 3의 추가적인 GAST-D 파라미터 80

〈표 2.4.3〉 Coding에 따른 접근 서비스 분류 80

〈표 2.4.4〉 Pmd_lim it 파라미터(이미지참조) 85

〈표 2.4.5〉 항공기 탑재체 Message Type Processing 85

〈표 2.4.6〉 EL 상관기와 GPS를 추적하는 수신기의 제약조건 90

〈표 2.4.7〉 EL 상관기와 GLONASS를 추적하는 수신기의 제약조건 90

〈표 2.4.8〉 DD 상관기와 GPS를 추적하는 수신기의 제약조건 90

〈표 2.4.9〉 EL 혹은 DD 상관기와 SBAS를 추적하는 수신기의 제약조건 91

〈표 2.4.10〉 접근 서비스를 위한 GBAS 서비스 레벨 91

〈표 2.4.11〉 GSL Performance 92

〈표 2.4.12〉 CAT-II를 제공하기 위한 최소한의 서비스 범위 92

〈표 2.4.13〉 CAT-III의 수직 경보 한계 95

〈표 2.4.14〉 GBAS 서비스 분류 96

〈표 2.4.15〉 반송파를 이용한 평활화 필터 97

〈표 2.4.16〉 측위를 위한 최소 제곱 가중 행렬 99

〈표 2.4.17〉 특정 서비스에 대한 가중 변환 요구조건 99

〈표 2.4.18〉 Lateral Alert Limit 100

〈표 2.4.19〉 Vertical Alert Limit 100

〈표 2.4.20〉 RRFM 평가 102

〈표 2.4.21〉 접근 서비스에 따른 보호수준계산에 사용되는 파라미터 103

〈표 2.4.22〉 GAST-별 필요한 MT와 ADB 104

〈표 2.4.23〉 Message Type 11 형식 105

〈표 3.2.1〉 GBAS CAT-II/III 개발 전략의 검토 대상 116

〈표 3.2.2〉 GBAS CAT-II/III 개발 전략 검토 대상의 장단점 118

〈표 5.3.1〉 문 1의 응답결과 148

〈표 5.3.2〉 문 2의 응답결과 148

〈표 5.3.3〉 문 2-1의 응답결과 149

〈표 5.3.4〉 문 3의 응답결과 150

〈표 5.3.5〉 문 4.1) 개발 우선순위 응답결과 150

〈표 5.3.6〉 문 4.2) 개발 우선순위 응답결과 151

〈표 5.3.7〉 문 4.3) 개발 우선순위 응답결과 152

〈표 5.3.8〉 문 4.4) 개발 우선순위 응답결과 152

〈표 5.3.9〉 문 4.5) 개발 우선순위 응답결과 153

〈표 5.3.10〉 문 4.6) 개발 우선순위 응답결과 154

〈표 5.3.11〉 문 5의 응답결과 154

〈표 5.3.12〉 문 6의 응답결과 155

〈표 5.3.13〉 문 7의 응답결과 156

〈표 5.3.14〉 문 8.1)의 응답결과 157

〈표 5.3.15〉 문 8.2)의 응답결과 158

〈표 5.3.16〉 문 8.3)의 응답결과 159

〈표 5.3.17〉 문 8.4)의 응답결과 159

〈표 5.3.18〉 문 8.5)의 응답결과 160

〈표 5.3.19〉 문 8.6)의 응답결과 161

〈표 5.3.20〉 문 8.7)의 응답결과 162

〈표 5.3.21〉 문 8.8)의 응답결과 162

〈표 5.3.22〉 문 8.9)의 응답결과 163

〈표 5.3.23〉 문 10.1) 수준 조사 응답결과 164

〈표 5.3.24〉 문 10.2) 수준 조사 응답결과 165

〈표 5.3.25〉 문 10.3.1) 기술 수준 조사 응답결과 165

〈표 5.3.26〉 문 10.3.2) 기술 수준 조사 응답결과 166

〈표 5.3.27〉 문 10.3.3) 기술 수준 조사 응답결과 167

〈표 5.3.28〉 문 10.4) 수준 조사 응답결과 167

〈표 5.3.29〉 문 10.5) 수준 조사 응답결과 168

〈표 5.3.30〉 문 10.6) 수준 조사 응답결과 169

〈표 5.3.31〉 문 10-1.1) 확보 방안 응답결과 169

〈표 5.3.32〉 문 10-1.2) 확보 방안 응답결과 170

〈표 5.3.33〉 문 10-1.3.1) 기술 확보 방안 응답결과 171

〈표 5.3.34〉 문 10-1.3.2) 기술 확보 방안 응답결과 171

〈표 5.3.35〉 문 10-1.3.3) 기술 확보 방안 응답결과 172

〈표 5.3.36〉 문 10-1.4) 확보 방안 응답결과 173

〈표 5.3.37〉 문 10-1.5) 확보 방안 응답결과 173

〈표 5.3.38〉 문 10-1.6) 확보 방안 응답결과 174

〈표 5.5.1〉 GBAS CAT-II/III 시스템 도입비용 시나리오 185

〈표 5.5.2〉 ILS VS GBAS 시나리오별 연간비용 분석 186

〈표 5.5.3〉 ILS VS GBAS 시나리오별 누적비용 비교 187

〈표 5.5.4〉 GBAS CAT-II/III 국내 개발 시 비용 시나리오 189

〈표 5.5.5〉 GBAS CAT-II/III 국내기술개발 시나리오별 연간비용 분석 190

〈표 5.5.6〉 GBAS CAT-II/III국내기술개발 시나리오별 누적비용 비교 191

〈표 5.5.7〉 편익 추정의 전제조건 193

〈표 5.5.8〉 GBAS II/III 설치공항 및 설치연도 194

〈표 5.5.9〉 국내공항 사용 장비 현황 194

〈표 5.5.10〉 GBAS 시스템 설치에 따른 R&D 공헌 수익 196

〈표 5.5.11〉 GBAS 시스템 경제적 편익 (현재가치) 198

〈표 5.5.12〉 국내 항공사 항공기 유형별 점유율 시나리오 200

〈표 5.5.13〉 국내 항공사 항공기 유형별 점유비율 200

〈표 5.5.14〉 2012년 국제선 도착기준 지역별 운항편수 200

〈표 5.5.15〉 2026년 항공운항 횟수 추정 201

〈표 5.5.16〉 SBAS 기종별 연료절감량 202

〈표 5.5.17〉 항공유 예상 가격 203

〈표 5.5.18〉 국제선의 국적사 운항비율 204

〈표 5.5.19〉 국내 공항 운항점유율 204

〈표 5.5.20〉 GBAS CAT-II/III 장착률 추정 205

〈표 5.5.21〉 운항횟수 및 GBAS 장착률, 운항점유율 추정 206

〈표 5.5.22〉 시나리오 1의 연도별 연료절감 비용 편익 208

〈표 5.5.23〉 시나리오 2의 연도별 연료절감 비용 편익 209

〈표 5.5.24〉 시나리오 3의 연도별 연료절감 비용 편익 210

〈표 5.5.25〉 SBAS 기종별 탄소배출 절감량 211

〈표 5.5.26〉 시나리오 1의 연도별 탄소배출 절감 비용 편익 214

〈표 5.5.27〉 시나리오 2의 연도별 탄소배출 절감 비용 편익 215

〈표 5.5.28〉 시나리오 3의 연도별 탄소배출 절감 비용 편익 216

〈표 5.5.29〉 연도별 지연감소에 따른 편익 219

〈표 5.5.30〉 단기적 관점의 사회적 편익 220

〈표 5.5.31〉 R&D 투자비용의 현재가치 분석 221

〈표 5.5.32〉 단기적 관점의 GBAS CAT-II/III 비용편익 분석 223

〈표 5.5.33〉 단기적 관점의 연도별 GBAS CAT-II/III 비용-편익 224

〈표 5.5.34〉 우리나라 항공사 항공기 등록 현황 226

〈표 5.5.35〉 GBAS CAT-II/III 핵심기술 개발 이후 사업 중단 가능성에 따른 비용-편익분석 229

그림목차

〈그림 1.1.1〉 GBAS 시스템 구성도 19

〈그림 1.1.2〉 GBAS Approach Service Type (GAST)의 기준 분류 21

〈그림 1.1.3〉 GBAS Approach Service Type D (GAST-D)를 위하여 제시된 지상시스템(Ground Facility)과 탑재시스템(Airborne Receiver) 의 무결성 업무 분장 22

〈그림 1.1.4〉 GBAS와 관련된 규격 문서 22

〈그림 1.1.5〉 GBAS 연구개발 관련 절차 24

〈그림 1.1.6〉 GBAS 개발 및 설치에 관련된 주요 인증 24

〈그림 1.3.1〉 GBAS 민군 겸용 활용 가능 33

〈그림 1.4.1〉 연구 추진체계 37

〈그림 1.4.2〉 기획연구 추진 절차 38

〈그림 2.1.1〉 ICAO Navigation Roadmap 44

〈그림 2.1.2〉 중국의 PBN 구축 로드맵 44

〈그림 2.1.3〉 미국 FAA의 GBAS 연구개발 로드맵 48

〈그림 2.1.4〉 항공기의 수직, 수평 보호수준 49

〈그림 2.1.5〉 Stanford diagram 50

〈그림 2.1.6〉 EUROCONTROL의 GBAS CAT-II/III 연구개발 계획 51

〈그림 2.1.7〉 호주의 GBAS 프로그램 계획 54

〈그림 2.2.1〉 국내 특허 동향 61

〈그림 2.2.2〉 국외 특허동향 62

〈그림 2.2.3〉 GBAS 핵심 특허 국내외 비교 63

〈그림 2.3.1〉 Honeywell의 GBAS CAT-III 연구개발 계획 도식도 70

〈그림 2.3.2〉 유럽의 GBAS 프로그램 관여기관 현황 71

〈그림 2.3.3〉 Eurocontrol의 GBAS CAT-II/III (GAST-D) 개발을 위한 지상장비-탑재장비간 기술 호환성 교차 검증 계획 72

〈그림 2.3.4〉 GBAS 연구개발 계획 도식도 72

〈그림 2.3.5〉 CARATS(PBN) 구현 계획 도식 73

〈그림 2.3.6〉 ENRI가 주관하는 GBAS R&D 활동 73

〈그림 2.4.1〉 CAT-I, CAT-II의 최소 서비스 범위 93

〈그림 2.4.2〉 접근 및 착륙 운용 94

〈그림 2.4.3〉 CAT-III Touchdown 성능 요구조건 94

〈그림 2.4.4〉 가로 방향 Touchdown 요구 조건 95

〈그림 2.4.5〉 의사거리 처리과정 98

〈그림 3.1.1〉 GBAS 연구개발 관련 절차 111

〈그림 3.1.2〉 GBAS CAT-II/III 중장기 기술로드맵 113

〈그림 3.1.3〉 GBAS CAT-II/III 연구개발 추진로드맵 114

〈그림 3.2.1〉 GBAS CAT-II/III 개발전략 검토 대상 117

〈그림 4.1.1〉 GBAS CAT-II/III 기술개발 기본 계획 수립 비전 120

〈그림 4.3.1〉 지상시스템 상태 상시 모니터링 및 오류 검출시스템 예 125

〈그림 4.3.2〉 항법해 무결성 지표 (Protection Level 개념도) 126

〈그림 4.3.3〉 GBAS 무결성 위협요인 127

〈그림 4.3.4〉 GBAS CAT-II/III 지상 기준국 알고리즘 구조도 예시 127

〈그림 4.3.5〉 GBAS CAT-II/III 사용자 알고리즘 구조도 예시 127

〈그림 4.3.6〉 SBAS와 GBAS의 대별성 139

〈그림 4.4.1〉 기술로드맵 141

〈그림 4.4.2〉 성과로드맵 142

〈그림 4.6.1〉 GBAS CAT-II/III 기술개발 연구수행체계(안) 144

〈그림 5.3.1〉 문 1의 응답 결과 도식 148

〈그림 5.3.2〉 문 2의 응답결과 도식 149

〈그림 5.3.3〉 문 2-1의 응답 결과 도식 149

〈그림 5.3.4〉 문 3의 응답결과 도식 150

〈그림 5.3.5〉 문 4.1) 개발 우선순위 응답결과 도식 151

〈그림 5.3.6〉 문 3.2) 개발 우선순위 응답결과 도식 151

〈그림 5.3.7〉 문 4.3) 개발 우선순위 응답결과 도식 152

〈그림 5.3.8〉 문 4.4) 개발 우선순위 응답결과 도식 153

〈그림 5.3.9〉 문 4.5) 개발 우선순위 응답결과 도식 153

〈그림 5.3.10〉 문 4.6) 개발 우선순위 응답결과 도식 154

〈그림 5.3.11〉 문 3의 응답결과 도식 155

〈그림 5.3.12〉 문 6의 응답결과 도식 156

〈그림 5.3.13〉 문 7의 응답결과 도식 157

〈그림 5.3.14〉 문 8.1)의 응답결과 도식 158

〈그림 5.3.15〉 문 8.2)의 응답결과 도식 158

〈그림 5.3.16〉 문 8.3)의 응답결과 도식 159

〈그림 5.3.17〉 문 8.4)의 응답결과 도식 160

〈그림 5.3.18〉 문 8.5)의 응답결과 도식 160

〈그림 5.3.19〉 문 8.6)의 응답결과 도식 161

〈그림 5.3.20〉 문 8.7)의 응답결과 도식 162

〈그림 5.3.21〉 문 8.8)의 응답결과 도식 163

〈그림 5.3.22〉 문 8.9)의 응답결과 도식 163

〈그림 5.3.23〉 문 10.1) 수준 조사 응답결과 도식 164

〈그림 5.3.24〉 문 10.2) 수준 조사 응답결과 도식 165

〈그림 5.3.25〉 문 10.3.1) 기술 수준 조사 응답결과 도식 166

〈그림 5.3.26〉 문 10.3.2) 기술 수준 조사 응답결과 도식 166

〈그림 5.3.27〉 문 10.3.3) 기술 수준 조사 응답결과 도식 167

〈그림 5.3.28〉 문 10.4) 수준 조사 응답결과 도식 168

〈그림 5.3.29〉 문 10.5) 수준 조사 응답결과 도식 168

〈그림 5.3.30〉 문 10.6) 수준 조사 응답결과 도식 169

〈그림 5.3.31〉 문 10-1.1) 확보 방안 응답결과 도식 170

〈그림 5.3.32〉 문 10-1.2) 확보 방안 응답결과 도식 170

〈그림 5.3.33〉 문 10-1.3.1) 기술 확보 방안 응답결과 도식 171

〈그림 5.3.34〉 문 10-1.3.2) 기술 확보 방안 응답결과 도식 172

〈그림 5.3.35〉 문 10-1.3.3) 기술 확보 방안 응답결과 도식 172

〈그림 5.3.36〉 문 10-1.4) 확보 방안 응답결과 도식 173

〈그림 5.3.37〉 문 10-1.5) 확보 방안 응답결과 도식 174

〈그림 5.3.38〉 문 10-1.6) 확보 방안 응답결과 도식 174

〈그림 5.4.1〉 GBAS CAT-II/III (GAST-D) 시스템 국내 개발에 대한 SWOT 분석 177

〈그림 5.5.1〉 GBAS CAT-II/III 경제성 분석 체계 181

〈그림 5.5.2〉 NPV와 실물옵션 182

〈그림 5.5.3〉 ILS 시스템 (1식) 비용 184

〈그림 5.5.4〉 GBAS 시스템 비용 184

〈그림 5.5.5〉 ILS(1식)시스템과 GBAS 시스템 비용 분석 187

〈그림 5.5.6〉 GBAS 시스템 국내기술개발 총비용 비교 시나리오 191

〈그림 5.5.7〉 GBAS 시스템 비용 추정근거 196

〈그림 5.5.8〉 Honeywell 추정자료 199

〈그림 5.5.9〉 항공유 가격 전망 203

〈그림 5.5.10〉 시나리오별 GBAS 항공기 장착률 205

〈그림 5.5.11〉 탄소배출권 가격 전망 212

〈그림 5.5.12〉 국내선 SBAS 부재시 지연계 217

〈그림 5.5.13〉 국제선 SBAS 부재시 지연계 218

〈그림 5.5.14〉 지연 및 결항 감소 비용 추정 218

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