드론을 포함한 무인기가 고속으로 이동하거나 비 가시권 비행을 하기 위해서는 무인기의 경우에도 전용의 항로나 회랑이 요구될 것으로 전망된다. 본 논문에서는 무인기 교통관리 환경 하에서 드론 배송 등의 목적으로 무인기의 항로 또는 회랑을 민간항공기의 성능기반항법 기술의 오차 요소를 고려하여 설계하는 방법과 비행체 공중 충돌 위험성, 지상 추락 시 피해 영향 등을 고려하여 비행체간 분리 요구도를 설정하는 방법 을 제시한다. 무인기 이동을 위한 항로나 회랑의 설계를 위해서는 비행기술오차, 항법성능오차 등 성능기반항법의 오차 요소를 고려할 필요가 있다. 이러한 오차 요소를 항로를 비행할 비행체를 대상으로 한 비행시험 등의 실험 적 결과와 항법성능 등의 비행 체 특성 분석 과정을 통해 해석적으로 결정할 수 있으며 이를 활용하여 무인기 항로의 폭을 결정할 수 있다. 또한 무인기의 분리 요구도를 설정하기 위해서는 항로 이동시의 교통량을 고려해야 하며, 비행체가 활용하는 항법 시스 템의 성능, 공중에서의 비행체 간 충돌 확률, 지상 추락 시 인명 피해 영향 등을 분리 요구도를 결정하기 위한 인자로 고려하는 방법을 제안한다.

A Study on How to Design Routes and Set Separation Requirements for Drone Delivery and UAS Traffic Management (UTM)

Joongwon Bae*, Yunsil Kim

In order for unmanned aircraft system (UAS), including drones, to move at high speeds or fly in a beyond visual line of sight area, it is expected that dedicated routes or corridors will be required for unmanned aerial vehicles. In this paper, we present a method for designing routes or corridors for unmanned aircraft for the purpose of drone delivery under the UAS traffic management (UTM) environment by considering the error factors of performance-based navigation technology in civil aviation, and a method for setting the separation requirements between aircrafts by considering the risk of mid-air collision of aircrafts and the impact of damage in the event of a ground crash. For the design of routes or corridors for unmanned aerial vehicles, it is necessary to consider the error factors of performance-based navigation, such as flight technical error and navigation performance error. These error factors can be determined analytically through experimental results such as flight tests on the aircraft to be flown on the route, and through the process of analyzing the characteristics of the aircraft such as navigation performance, and can be used to determine the width of the drone route. In addition, in order to set the separation requirement for unmanned aerial vehicles, it is necessary to consider the traffic volume when moving on the route, and a method is proposed to consider the performance of the navigation system utilized by the aircraft, the probability of collision between aircraft in the air, and the impact on human fatality in the event of a ground crash as factors for determining the separation requirement.

Keywords: UTM, UAS, drone, unmanned aircraft, airway, corridor, separation requirement

Speaker 배중원* 한국항공우주연구원