①계기착륙시설
②관제통신시설
③레이더시설
④ADS-B
□ 레이더의 개발 역사 및 배경
레이더는 사람이 눈으로 볼 수 있는 범위를 넓혀준다. 레이더를 이용하면 캄캄한 밤중이나 눈·비 속에서도 눈으로는 볼 수 없는 목표물을 식별할 수 있다.
전파의 반사를 이용해 물체의 존재를 알게 된 것은 1925년 영국 E.애플턴이 전리층(電離層)의 존재를 증명하기 위해 전파로써 실험한 것이 최초이다. 이와 때를 거의 같이해 미국의 G.브레이트와 M.A.튜브는 펄스파(짧은 시간 동안 계속되는 전파)를 상공에 발사, 전리층에서 반사파를 포착하는 데 성공했다.
그러나 현재 사용되고 있는 레이더에 대한 기초를 쌓은 것은 영국의 과학단체다. R.윗슨-와트를 중심으로 한 영국의 과학단체는 전파를 이용, 전리층을 검출하는 방법을 응용했다. 이를 바탕으로 작은 목표물을 검출하는 연구에 전력을 기울여 1935년에 처음으로 실험용 펄스 레이더로써 약 30마일 거리에 있는 비행기를 추적하는데 성공했다.
이를 계기로 1938년 이미 영국의 방공(防空) 레이더망의 중추가 완성돼 실용화되기에 이르렀다. 이후 제2차 세계대전을 거치면서 레이더 시설은 급속한 발전을 이루어 왔다.
레이더 시설은 당초 군사적 목적으로부터 개발됐으나 민간부분에서 더 많은 필요성이 제기됐다. 특히 레이더는 항공기 안전운항에 필수적인 시설로서 항공교통관제 및 항공기 정밀접근을 위한 시설로 이용되고 있으며 1940년 말에 미 연방항공청(FAA)에 의해 최초로 공항에 설치되기 시작했다.
우리나라에서 레이더가 설치·운용된 것은 1950년 6. 25 전쟁 중에 미국이 군용 레이더를 도입하면서부터다. 그 후 민간 항공용으로는 1969년 10월 김포국제공항에 최초로 도입·설치돼 공항감시레이더로서 항공관제업무를 시작했다.
□ 레이더의 원리
= 레이더는 전파가 목표물에 부딪쳐서 반사하는 것을 이용, 그 반사파를 포착해 목표물의 존재를 알아내는 원리로 작동된다. 반사파가 되돌아올 때 송신(送信)한 전파와 겹쳐서 구별이 곤란하게 되는 것을 방지하기 위해 몇 가지 방법이 고안됐다.
이는 △전파의 도플러 효과(Doppler effect)를 이용하는 방법 △송신전파의 주파수를 시간에 따라 변경하는 방법 △송신전파로서 매우 짧은 시간 계속되는 전파(펄스파)를 사용하는 방법 등이다.
□ 인천공항 레이더 시설 구성
1. 공항감시레이더(ASR : Airport Surveillance Radar)
인천국제공항은 왕산·신불 레이더 송신소에 프랑스 Thales ATM사의 1, 2차 공항감시레이더(PSR/MSSR)를 설치해 인천공항을 중심으로 반경 60NM(PSR), 200NM(MSSR) 범위 내에 있는 1㎡의 물체를 탐지할 수 있다.
인천공항의 모든 레이더시스템은 반도체형으로서 수명이 반영구적이고 유지보수가 용이하다. 뿐만 아니라 디지털 신호로 처리하는 최신 전자기술을 응용해 레이더시스템의 신뢰성을 확보하고 있다. 특히 2차 감시레이더(MSSR)는 일부 시스템과 프로그램을 추가하거나 수정해 향후 MODE-S 시스템으로 업그레이드할 수 있도록 설계돼 있다.
또한 인천공항의 주변 여건상 240㎞/h의 강풍과 염해로부터 안테나 및 부대시설을 보호하고 우기 및 혹한기에도 유지보수 요원의 안전과 작업의 용이성을 보장하기 위해 레이돔을 설치했다.
이 밖에도 원격제어 및 감시시스템(RCMS)을 통해 하부시스템의 모듈까지 이상 유·무를 진단하고 송신출력, 신호레벨, 탐지된 항공기 대수 등을 자동으로 측정하며 부대시설(발전기, UPS, 항온항습기 등)의 동작상태를 항상 모니터링 할 수 있다.
2. 레이더자료자동처리시스템 (ARTS)
ARTS(Automated Radar Terminal System)는 레이더 송신소에서 생성한 항공기의 항적 자료와 항공교통관제소(ACC)로부터 수신한 비행계획데이터를 처리·결합해 관제용 모니터에 나타내는 시스템이다.
인천공항 ARTS는 8개 레이더송신소의 레이더 자료를 처리해 나타낼 수 있다. 현재 인천공항내의 왕산 레이더 및 신불 레이더와 김포공항의 레이더 자료를 멀티 트래킹 (MRT : Multi-RADAR Tracking)해 탐지거리 내의 미 포착지역없이 모든 항적을 탐지, 관제사에게 항공기의 비행정보를 제공하고 있다.
또한, ARTS는 아래와 같은 안전경보기능을 관제사에게 제공해 항공기가 안전 운항할 수 있도록 지원한다.
MSAW(Minimum Safe Altitude Warning) : 최저안전고도경보
비행중인 항공기의 지형과 장애물로부터 최저안전고도를 유지하도록 감시하는 기능
DAIW (Danger Area Infringement Warning) : 위험지역접근 경보기능
비행중인 항공기가 위험지역에 접근하지 못하도록 감시
STCA (Short Term Conflict Alert) : 항공기 충돌 경보 기능
비행중인 항공기간의 최소 고도분리 및 수평분리가 이뤄지지 않아 항공기간의 충돌이 예상될 때 경보를 주는 기능
CLAM (Cleared Level Adherence Monitoring) : 지정고도 감시
비행중인 항공기가 지정된 고도를 유지하고 있는지 감시하는 기능
RAM (Route Adherence Monitoring) : 경로 고수 감시
비행중인 항공기가 사전에 허가된 비행경로를 이탈하지 않도록 감시하는 기능
EMG (EMerGency) : 비상사태 경고
공중납치, 통신두절, 비상사태 등 비상코드 감시
항공기로부터 SSR Code 7500, 7600 or 7700을 수신하였을 때
3. 공항지상감시레이더(ASDE)
ASDE(Airport Surface Detection Equipment)는 큰 규모의 공항에 있어 악천후시 또는 관제탑의 위치가 활주로나 유도로 등을 명료하게 눈으로 관측하기 곤란한 경우 공항 지표면의 교통량을 감시하고 지상을 주행중인 항공기와 차량 등을 관제하는데 사용하는 레이더이다.
공항의 대규모화, 항공기의 운항회수 증대에 따른 공항 지상 교통의 혼잡으로 ASDE 레이더의 필요성은 증대되고 있다.
인천공항 ASDE는 15.9GHz와 16.4GHZ의 주파수 대역의 사용 및 주파수 Diversity를 이용해 신뢰성 있는 정보를 제공한다.
또한 공항반경 5Km내에 있는 항공기와 차량을 고 분해능으로 분리하고 1초에 1회전(60RPM)의 안테나 회전수로 신속하게 이동물체를 탐지해 저시정 상황 및 CAT-III 운영에서도 관제업무를 수행할 수 있게 한다.
특히 공항 이동지역내 항공기와 항공기 또는 차량간 충돌을 사전에 경보하는 활주로침입감시 및 충돌경보기능(RIMCAS) 등의 각종 첨단 기능을 제공하고 있다.
자료: 인천국제공항공사 항행처
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