전리층 공간 비상관성(ionospheric spatial decorrelation or gradient)은 Ground-Based Augmentation System (GBAS) 사용자에게 큰 잠재적 무결성 위협을 초래할 수 있다. 특히 GBAS Approach Service Type D (GAST D) 급 정밀접근 및 착륙 시스템 구현을 위해서는 해당 위협에 대한 영향 평가 및 시스템 안전성 검증이 반드시 수행되어야 한다. 기존의 시스템 안전성 검증 접근 방법인 'specific risk analysis'는 전리층 위협 모델 내에서 발생 가능한 최악의 전리층 위협만을 이용하여 보수적으로 무결성 위협을 평가할 수 있었지만, 최악의 가정으로부터의 보수성으로 인해 무결성 요구조건을 만족시키기 힘든 한계점이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 GAST D GBAS 사용자에게 발생가능 한 전리층 위협들에 대해서 시스템 안전성을 확률적으로 검증할 수 있는 방법론을 제시한다. 제시된 방법론은 Standards and Recommended Practices (SARPs) 무결성 요구조건의 확률적 정의를 기준으로 새롭게 고안된 Hazardously Misleading Information (HMI)의 확률 계산 모델을 골자로 하여 전리층 위협에 대한 안전성을 평가한다. HMI 확률 계산은 특정 차분 오차 이상을 나타낸 무수한 전리층 위협 표본들에 대한 모니터들의 불검출율의 합계에 weighting factor 인 표본 당 발생 확률을 적용하여 수행된다. 109 이상의 전리층 위협 시나리오 표본들은 각 전리층 위협 파라미터의 경험적 확률 모델을 입력변수로 하여 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 출력된다. 또한 각 시나리오는 시뮬레이션 종료 시 항공기가 전리층의 파면(front) 내에 위치하게 함으로써 더 최악의 상황으로 연출되었으며, 이를 이용하여 안전성 평가에 대한 보수성을 부여하였다. 제안된 방법론을 적용할 시 잠재적 전리층 위협에 대해서 조금 더 현실적인 평가가 가능 할 것이다. 뿐만 아니라 분석된 결과는 주어진 전리층 환경에서 GBAS 지상시스템 구성 및 입지 조건에 대한 중요한 통찰력을 제공해 줄 수 있을 것이다.

Keywords: GAST D GBAS, ionospheric spatial decorrelation, ionospheric gradient impacts, probabilistic risk assessment

Speaker Moonseok Yoon