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 정확한 영향 평가를 기반으로 하여 시스템의 무결성을 최우선적으로 보장하여야 한다. 본 연구에서는 GAST D GBAS 사용자에게 발생가능 한 전리층 위협을 보수적으로 평가하고, 오차 유계를 통해 무결성 보장을 가능케 하는 위험도 기반 무결성 파라미터 팽창 기법을 제시한다. 제시된 방법론은 국제민간항공기구인 International Civil Aviation Organization (ICAO)의 표준 전리층 위협 모델 및 Standards and Recommended Practices (SARPs) 무결성 요구조건에 대한 최악의 정의를 골자로 하여 수행된다. 먼저 정의된 전리층 위협 모델의 각 파라미터 공간에서 무작위 표본 추출을 통해 109 이상의 표본(혹은 전리층 영향 시나리오)을 생성하게 된다. 다음, 각 표본에서 항공기가 착륙지점에 도달하였을 때의 차분 오차 및 각 모니터의 미검출 확률을 시뮬레이션을 기반으로 계산하게 된다. 이 때 각 표본에서는 시뮬레이션 종료 시 항공기가 전리층의 파면(front) 내에 위치하게 함으로써 더 최악의 상황을 연출 하였고, 이를 통해 오차 평가에 대한 보수성을 부여하였다. 생성된 다수의 표본들 중에서 ICAO SARP 무결성 요구조건을 만족시키지 않은 표본들에 대해서는 보호수준(Protection Level, PL) 팽창을 통해 오차유계가 이루어지며, 유계의 정도는 각 표본의 발생 오차, 모니터 미검출 확률 및 무결성 요구조건을 기반으로 결정된다. 이렇게 무결성 보장을 위해 결정된 보호수준은 항법시스템 요구조건인 경보한계(Alert Limit, AL) 비교를 통해서 시스템의 가용성 또한 저해하지 않는 것으로 확인 되었다.

Keywords: GAST D GBAS, ionospheric spatial decorrelation, ionospheric gradient impacts, ionospheric error bounding

Speaker Moonseok Yoon*