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민간 무인기 운항안전을 위한 주요국의 UTM 개발 동향

UTM Development Trends of Major Countries for

Operational Safety of Civil UAV

The announcement of Amazon's Prime Air plan with a small UAV has raised worldwide interest in

the  commercial  use  of  UAV.  The  United  States  is  proceeding  with  NASA-led  UTM  development
based on the results of NextGEN program which has the purpose of modernizing the airspace. Japan
is  actively  developing  JUTM  including  UAV  frequency  management  to  demonstrate  the  urban
delivery system using UAV during the 2018 Tokyo Olympics. For commercial use of UAS, there are
many issues to be addressed, including UAS pilot and operator qualifications, UAS certification, UAS
frequency  issues,  and  operational  safety  infrastructure.  In  this  paper,  considering  the  domestic
environment  in  which  the  UTM  development  project  has  been  started  in  2017,  we  analyzed  the
development status of the UTM around the world and presented the additional considerations to be
reviewed in the UMM development project in the future.

소형무인기를 이용한 아마존의 프라임에어 계획 발표는 무인기의 상업적 이용에 대한 전 세계

적 관심을 불러일으켰다. 미국은 공역현대화 계획에 따른 NextGEN 결과를 기반으로, NASA 주
도로 저고도 무인기 교통관리시스템인 UTM 개발을 진행하고 있으며, 일본은 2018년 도쿄 올림
픽 기간 중에 무인기를 이용한 도심택배 시스템을 선보이고자 무인기 주파수 관리를 포함하는
JUTM을 본격적으로 개발하고 있다. 무인기의 상업적 이용을 위해선 무인기 조종사 및 운용자
자격, 무인기 기체 인증, 무인기 주파수 문제, 안전운항 인프라 확보문제 등 많은 선결문제가 존
재한다. 본 논문에서는 2017년 UTM 개발구축 사업을 시작한 국내 환경을 고려하여, 전 세계 저
고도 무인기 교통관리시스템 개발 현황을 분석하고 향후 국내 UTM 개발구축 사업에서 추가적으
로 고려해야 할 사항들을 제시하고자 한다.

Key Words : UTM(저고도 무인기 교통관리시스템), civil UAV(민간용 무인기), commercial UAV(상

업 무인기), UAS(무인항공시스템), UAV urban delivery(무인기 도심택배)

* 오경륜, 한국항공우주연구원, 항공연구본부 항공기획팀 bigoh@kari.re.kr
* * 구삼옥, 한국항공우주연구원, 항공연구본부 비행체계팀 sam@kari.re.kr

무인기는 4차 산업혁명의 Data 생산 및 작업

수행 영역의 중요 스마트 디바이스의 하나이

다. 각 국가는 특별 운항허가제 도입 등 규제

개선, 비즈니스 모델 발굴을 위한 실증사업, 공

공수요 창출 등 혁신제품의 산업화 활성화 정

책 추진을 통해 무인기 산업을 활성화 시켜 세

계시장 선점을 추구하고 있다.

미국은 규제 밖 항목들에 대한 기술혁신을 위

해 Pathfinder 프로그램을 시행 중이며 전용 시

험공역 6곳을 확보하여 관련 제도를 정비 중이

다. [1] 일본은 도심 택배 시스템 개발을 위해 치

바현을 국가전략특구로 지정하였으며 전용 시험

공역(후쿠시마현 로봇테스트 필드) 확보를 추진

중이다. [2] 국내서도 무인기 관련 규제프리존 사

업 추진과 무인비행장치 활용 신 산업분야 안전

성 검증 시범사업(전국 7개 전용 공역에서 25개

대표사업자 참여 [3])을 수행 중에 있다. 이외에도

중국, 러시아, 인도 등도 무인기 산업을 국가 전

략목표산업으로 선정하여 집중육성하고 있다. [4]

기존 항공종사자들은 민간 항공분야에 새로

이 등장한 무인기의 잠재적 가치에 대한 이해

가 부족하고, 항공분야에 새로이 등장한 그룹

(드론 운용자 등)은 기존 항공분야에서 중점을

두어온 비행안전 준수의무 등에 대한 지식이

부족한 상태로, 소통을 통한 상호 간 이해증진

의 필요성이 제기되어 왔다.

이에 국제민간항공기구(ICAO)는 각 회원국의

항공당국, 소형 무인기 산업체의 이해관계자들이

모여 상호 이해증진을 위한 소통의 기회를 마련

하였다. [5]‘17년 9월 19일부터 23일까지 ICAO

HQ(캐나다 몬트리올 소재)에서 제2회 RPAS 심포

지엄 및 UTM 관련 심포지엄에서 무인기의 상업

적 활용을 위한 각 이해관계자들의 의견이 교환

되었다. 저고도 무인기 안전운항을 위한 ICAO의

RFI(자료의뢰서) 요청에 전 세계에서 76개의 회

신이 있었으며, 선택된 회신들에 대한 상세 소개

와 논의가 심포지엄에서 이루어졌다.

본 논문에서는 2017년 4월에 UTM 체계 연구개

발사업을 시작한 국내 환경을 고려하여, 전 세계

저고도 무인기 교통관리시스템 개발 현황을 분석

하고 향후 국내 UTM 체계 연구개발 사업에서 추

가적으로 고려해야 할 사항들을 제시하고자 한다.

무인기 구조 및 성능 안전성 인증기술기준은

무인기 상용화를 위한 선결과제 중 하나로, 연

료를 제외한 기체 중량 150kg 초과 무인기에

대한 감항인증기술기준을 포함한 각 분야별 국

제표준권고안은 한국을 포함한 20개국, 13개 기

관이 참여한 ICAO RPAS 패널1)에서 표준화 작

업이 진행으로‘18년 조종자 자격에 대한 표준

권고안 발행 이후 2020년까지 나머지 분야에

대한 표준권고안이 발행될 예정이다. [5]

기체 중량 25kg 이하의 소형 무인기를 포함한

150kg 이하 무인기에 대한 인증기술기준은 국제

표준화 비영리기구(ASTM2), ISO3) 등)를 통해 산

업체 합의 표준안 작업이 진행 중이다. [6], [7]

고도 150m 이하 저고도에서 운항하는 무인기

교통관리(UTM)시스템은 무인기의 본격적인 상

업적 활용을 위해 선 구축되어야 하는 중요 인

프라로 산업체를 중심으로 주요국에서 구축을

위한 연구개발 사업이 진행 중이어서 본격적인

국제 표준화 작업은 이루어지고 있지 않다.

유럽 민간항공전자장비 표준화 기구인 EUROCAE

의 기존 WG73 (Unmanned Aircraft Systems)이 무

인기의 운항안전을 위한 표준 및 가이던스 문서를

개발하기 위해‘16년 9월 WG 1054)로 대체됨으로

1) 7개 분야 WG으로 구성 : 감항기술기준 (WG 1), C2통신링크 (WG 2),

Detect & Avoid (WG 3), 조종자 자격 (WG 4), 운용 (WG 5), ATM
(WG 6), Human in the System (WG 7)

2) ASTM : 소형무인기 표준화 작업에 12개국 211명의 회원 참여 중

3) ISO : 무인기 표준작업 위해 ISO TC 20/SC 16 분과위원회 개설

('14.12.)하여 한국을 포함한 11개국의 국가표준단체 참여 중

4) 1. 저고도 소형 무인기 교통관리(UTM), 2. C3통신링크, 3.충돌회피, 4. 설계

써, EUROCAE의 WG 105은 국제항공표준개발기관

들 중 유일하게 공식적으로 UTM 관련 문서를 개발

하는 유일한 활동이다.

국제 표준화기구들이 UTM 관련 더딘 행보를

보이고 있는 것에 비해, 민간 부분에서는 발 빠른

행보를 보이고 있다.‘17년 1월, 세계 15개국의

민간단체 등의 참여로 UTM 관련 비영리 민간협

회인 Global UTM Association(GUTMA)이 설립되었

다. GUTMA는 각 국가에서 공통으로 활용 가능한

UTM의 핵심공통구성을 정의하고 각 회원의 소속

국가에서 이를 기반으로 자국 내 UTM 개발 구축

을 진행하는 것을 목표로 하고 있다. GUTMA는

다음의 3개의 WG을 구성하여 활동하고 있다. [8]

․ Overal Architecture WG : 산업계의 표준 UTM

구조를 정의하고 각 국의 표준 UTM 구조화 작업

․ Data Exchange WG : 저고도 무인기 관련

정보교환을 위한 표준 프로토콜 개발 작업

․ 등록/식별 WG : 국제 상호운용성 요구 파악하고 각

국 당국의 요구사항 및 관련 기술솔루션 등 정의

미국의 NASA는 이동통신망을 이용한 UTM

기술기준을‘19년까지 개발 예정이며, 중국은

및 감항표준, 5. 특별운용위험분석(SORA), 6. 무인기 자동화 등 6개 FOCUS팀

‘15년 2/4분기부터 이동통신망을 이용한

U-cloud를 구축하여 운용 중이다. 일본은 UTM

개발 관련 컨소시엄을 구성하여‘17년 7월부터

JUTM을 개발 중이다. 국가 전체가 도심환경인

싱가포르는 도심운용 UTM을 개발 중으로‘18

년 중 기술데모를 예정하고 있다.

유럽에서도‘17년 6월에 UTM 개발 청사진

발표되었으며, 유럽 모든 공역 내 무인기 관제

를 위한 U-space5) 개발이 진행 중으로‘19년에

초기 운용이 개시 될 예정이다. [9]

2.2.1 미국 UTM 개발 현황

지난 25년 간 공역 내 비행교통 효율 증진,

비행 지연 감소, 연료소모 및 배출가스 감소 등

의 연구를 수행해 온 NASA는 Ames 연구소를

중심으로 UTM 연구를 FAA와 협력하여 진행

중이다. NASA는 COA (Certificates of Waiver

or Authorization) 절차를 통해 UTM 관련 비행

시험을 수행하고 있다.

NASA UTM 연구에는 아마존을 비롯한 24개

의 기관이 참여하고 있으며, 4단계의 기술능력

수준(TCL6))으로 구분하여 기술검증이 이루어지

고 있으며, 관련 표준기술안이 그 결과로서‘19

년에 FAA에 제출될 예정이다. [10]

․ UTM TCL 1 : 인구 저밀집 지역에서의 농

업, 산불진화, 구조물 안전점검용 무인기

비행시험 (‘15년 8월 수행)

․ UTM TCL 2: 인구 밀도 희박 지역에서의

비가시권 비행시험 및 관련 절차 평가

(‘16년 10월 수행)

․ UTM TCL 3: 인구 중밀도 지역에서 유ㆍ무

인기 통합 운영을 위한 협력적, 비협력적

무인기 추적능력 시험 (‘18년 11월 수행 예정)

․ UTM TCL 4: 인구 고밀도 지역에서 뉴스

영상촬영, 물품배송, 우발사태 위험저감안

5) ‘16년부터 ’24년까지 유럽연합, 유로컨트롤, 기업 등이 1/3씩 출

자하여 진행되는 Single European Sky ATM Research 기술혁신 프
로그램으로 약 16억€가 투입

6) TCL : Technology Capability Level

등에 대한 비행시험 (일정 미정)

2.2.2 중국 UTM 구축 현황

중국은‘15년 12월에 소형드론 운행규정을 제

정을 통해 세계 최초로 UTM 관련 내용을 규정

하여‘16년 2/4분기부터 이동통신망을 이용한

U-cloud를 구축하여 운용 중으로 중국 항공기 소

유자 및 조종사 협회(AOPA7))에서 관리하고 있

다. 제정된 운행규정에는 U-cloud에 대한 구체적

인 내용이 아래와 같이 정의되어 있다. U-cloud

시스템 비접속 무인기는 비행 전에 유효한 감시

방법과 관리를 당국에 신청하여야 한다. [11]

•

민간 무인기 cloud 시스템 접속

․ 핵심지역과 공항에서 무인기 분류 2, 5의 무인기

는 U-cloud 시스템 접속. 또는 지상장비(GCS)가

U-cloud 시스템에 접속하여 최소 1회/분 보고

․ 인구밀집지역에서 운용하는 무인기 분류 3, 4,

6, 7 무인기8)는 U-cloud 시스템에 접속하여

최소 1초에 한번 보고. 비밀집지역에서 운용

하는 무인기는 최소 30초에 한번씩 보고

2.2.3 일본 UTM 개발 현황

일본은 UTM 개발과 관련한 민간 컨소시엄

(JUTM 컨소시엄)을 구성하여 본격적인 UTM 개

발계획을 수립하여‘17년 7월부터 산업통상성

R&D 예산을 지원 받아 3년 계획으로 JUTM 개

발을 시작하였다. 추진 일정 및 단계별 목표는

다음과 같다. [12]

․ ‘17년 : 가시권(VLOS) 운용능력 확보

․ ‘18년 : 비거주지역 및 인구 비 밀집지역

에서의 비가시권(BVLOS) 운용능력 확보

․ ‘20년 : 인구 밀집지역에서의 BVLOS 운

용능력 확보

7) AOPA : Aircraft Owners and Pilots Association

8) 중국 무인기 분류(총이륙중량 기준) : 분류 1 (1.5kg 이하), 분류 2

(1.5kg 초과 7kg 이하), 분류 3 (7kg 초과 25kg 이하), 분류 4 (25kg
초과 150kg 이하), 분류 5 (식물보호류 무인기, 농업용 등), 분류 6
(무인비행선), 분류 7 (비가시 비행 분류 1, 2 무인기)

일본 JUTM 컨소시엄에는 옵저버로서 정부부

처 관계자 및 무인기 특구로 지정된 지방정부

관계자가 참여하고 있다.

일본 JUTM의 특징은 무인기 비행에 필수항

목인 주파수 관리를 포함하고 있다는 것이다.

JUTM 이용자는 무인기 운용예정일 2일 전까지

사용하고자 하는 주파수 대역 및 송출 출력정

보를 포함한 비행계획을 JUTM을 통해 신청해

야 하는데, 상업 무인이동체용 주파수로 할당된

대역의 경우 기존 해당 주파수의 무선국 사업

자와의 조정이 필요한 상황이 발생될 수 있다.

이 경우 JUTM 내 운용조정 WG에서 주파수 혼

선 조정을 관리하게 되는데 조정이 안 될 경우

기존 무선국 사업자와 JUTM 이용자 모두 해당

지역에서 해당 주파수를 해당 일정 내에 사용

을 못하게 하는 조치가 취해진다. [13]

2.2.4 싱가포르 UTM 개발 현황

국가 전체가 도심환경인 싱가포르는 도심운

용 UTM을 개발하고 있다. 싱가포르 우체국에서

Airbus 헬기팀과의 협업을 통해‘18년 중 기술

데모를 예정하고 있다.

싱가포르 UTM은 도심 전체를 대상으로 수평

및 고도별 수직으로 격자모델(AirMatrix)을 개발

하여 도심 무인기 운용 및 공역관리에 적용, 이

용자가 UTM 비행계획에 이륙하는 지점과 착륙

하는 지점을 입력하면 AirMatrix 기반의 위험도

분석을 통해 경로를 설정해주게 된다. [5]

‘17년 9월 22일 ICAO UTM 심포지엄에서

버전 1의 싱가포르 UTM이 소개되어 많은 주목

을 끌었다.

2.2.5 유럽의 UTM 개발 현황

유럽 내 UTM 개발에 대한 계획이‘17년 6월

청사진(U-space blueprint)으로 발표되었다. [9]

U-Space 개발을 위해‘24년까지 유럽연합, 유

로컨트롤, 기업 등이 1/3씩 출자하여 총 16억

€

가 투입될 예정이며, ‘19년에 기본서비스 제

공 운용개시를 목표로 본격적인 개발구축이 진

행 중이다.

2.2.6 기타 국가 UTM 개발 현황

호주는 퀸즈랜드 지역에서 지난 5년간 무인

기의 상업적 활용에 대해 보잉사와 협력해 오

고 있으며, 비가시권 비행(50km 범위)과 고고도

(5,000ft 이상) 운항에 필요한 시스템 개발 및

운용 S/W를 개발해 오고 있다. [5]

‘17년 7월부터 250g 이상의 무인기 등록 의

무화를 시행하고 있는 러시아는, 러시아 위성항

법시스템(GLONASS)과 이동통신망 등을 활용한

UTM을 러시아 우주국(ROSCOSMOS)을 중심으

로 개발하고 있으며,‘17년 내에 개발 UTM 실

용 시험을 실시하겠다고 발표하였으나 구체적

인 일정과 시스템 구성에 대해서는 알려진 바

가 없다. [15]

국내 UTM 개발구축 사업에서는 비행계획 승인

과 사용 주파수 할당 문제 연계 방안은 아직 고

려되고 있지 않다. 무인기 운용에 배정된 주파수

대역 중에서 동시 사용자가 상호 임무에 간섭을

받지 않을 주파수(채널)를 선택 조정하는 일은 비

행항로의 중복 방지와 유사하게 필수적 점검사항

이 될 것으로 보이기 때문에 비행계획 승인과 주

파수 할당 연계는 UTM 체계의 운용 실증시험 단

계에서 면밀히 고려되고 시험될 필요가 있다.

소형 무인기의 경우 작은 기체의 협소한 공간,

가용 전력의 한계, 각 구성품의 크기 및 무게 제

약 문제로 UTM용 통신링크, e-ID용 통신링크(예

: RFID), C2용 통신링크를 개별적으로 장착하는

것은 바람직하지 않으며, 이동통신망을 활용한

하나의 통합 통신링크 활용이 바람직하다.

현재의 이동통신망은 200ms 이상의 망 지연시

간, 0.01~3.35%에 이르는 통화 끊김율로 인해 실

시간 무인기 제어용으로 사용하기에는 부적합하

다. [5] 이러한 한계는 5G 이동통신이 도입되면

해결(지연시간 1~5ms) 될 것으로 예상되지만,

UTM 접속이 의무화 될 경우 100% 서비스 커버

리지 확보 문제와 2중 또는 3중 서비스 커버리지

의 필요성 검토 및 다중 커버리지 구축 방안이

모색되어야 할 것이다. 또한 현재 이동통신망의

무인기 이용은 법적으로 유효하지 않은 상황을

고려하여 전 세계 UTM 관련 이해당사자들의 합

의를 전제로 해결방안을 모색해야 할 것이다.

1. https://www.faa.gov/uas/programs_partnershi

ps/focus_area_pathfinder/

2. http://www.meti.go.jp/english/press/2015/0807

_02.html

3. http://www.kiast.or.kr/community/05.htm

4. KOTRA, 4차 산업혁명시대, 첨단제품 개발

트렌드와 시사점, Global Market Report

17-014, 2017, pp 56-166

5. https://www.icao.int/Meetings/RPAS17/Pages/P

resentation.aspx

6. https://www.astm.org/COMMITTEE/F38.htm

7. https://www.iso.org/committee/5336224.html

8. https://gutma.org/

9. http://www.sesarju.eu/u-space-blueprint

10. https://utm.arc.nasa.gov/

11.

中国民航局, 轻小无人机运行规定(试行), 2015

12. https://gutma.org/montreal-2017/wp-content/

uploads/sites/2/2017/07/UTM-Project-in-Japan

_METI.pdf

13. http://www.jutm.org/operation.html

14. http://www.tele.soumu.go.jp/j/sys/others/drone/

15. http://factor-tech.com/roundup/this-week-fa

cebook-dismisses-terminator-ai-bad-rabbit-

strikes-in-russia-and-robot-assistants-at-wa

lmart/