KARI 한국항공우주연구원

무인항공기 분야의 급성장으로 무인기가 유인항공기의 공역에 들어올 때 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있는 시스템이 매우 중요하다. 이러한 충돌회피시스템을 장착하지 않은 무인기가 비행할 경우 저고도에서 고고도에 이르기까지 항공기 운항에 막대한 위험을 초래할 수 있다. 이처럼 충돌회피시스템 개발은 날로 성장하는 무인기의 상용화 확대와 유인항공기의 안전을 위해 반드시 필요한 기술이다. 또한 요즘 미래기술로서 한국을 비롯한 많은 국가에서 투자하고 있는 도심항공모빌리티(UAM, Urban Air Mobility) 개발에도 필수적으로 포함되어야 할 기술이다.
한국항공우주연구원은 국내 산업체와 함께 충돌회피 알고리즘을 포함시킨 충돌회피 탑재시스템, 위치발신 장치(ADS-B, Automatic Dependent Surveillance- Broadcast)와 영상 센서를 기반으로 한 ‘ADS-B 기반 무인항공기 충돌회피 시스템’을 개발하였다. 2015년부터 2020년까지 진행된 이 사업은 위치발신 장치(ADS-B) 기반 무인항공기 센서퓨전 충돌회피시스템 개발 및 시험평가 수행을 목표로 무인기의 민간 항공기 공역 통합 운용이 가능하도록 하는 유인기 성능에 준하는 통합 충돌회피시스템을 개발하는 것이다.

공중 충돌 방지를 위한 유·무인항공기의 충돌회피 시스템을 위해서는 주변 항공기를 인식하고, 이에 대한 회피 값을 생성하는 장비가 필요하다. 유인항공기에서는 일반적으로 트랜스폰더를 이용한 공중충돌방지장치(TCAS) 기반의 충돌회피를 수행하게 되는데 최근에는 방송을 통해 항공기 간의 상태 값을 주고받을 수 있는 위치발신 장치(ADS-B)가 주변 항공기를 탐지하기 위한 장비로 각광받고 있다. 한국항공우주연구원은 위치발신 장치(ADS-B)를 이용하여 침입기를 회피하는 충돌회피시스템을 설계·개발했다.
충돌회피 시스템은 크게 충돌회피 모듈, 위치발신 장치(ADS-B) 탑재 장비, 통신 장비 등으로 이루어졌다. 위치발신 장치(ADS-B)는 1Mbps, 978MHz 대역의 범용 접속 데이터통신(UAT, Universal Access Transceiver) 방식의 시스템과 장비를 도입하고 위치발신 장치(ADS-B)와의 메시지를 통해 침입기의 정보를 판단하고 전달하도록 탑재장비를 구성하였다.
개발한 시스템은 구성품 시험을 통해 기능을 검증했고, 실제 데이터 수집을 위한 비행시험을 수행하였으며, 분석된 데이터를 기반으로 충돌회피시스템의 효율을 최적화한 후, 최종 비행시험들을 통해 개발한 시스템의 성능 입증을 완료하였다.