GPS 지원 GEO 증강 내비게이션

GPS-aided GEO augmented navigation
GEO 증강 내비게이션 시스템
유형지역 위성 기반 증강 시스템
개발자인도 우주 연구 기구
레이시온,
인도 공항 당국
정확도1.5미터 수평,
수직 2.5미터
시작됨2001
궤도 반지름26,600km(약 2만6,600km)
최대 작동 수명15년
완전 작동 가능:2013–14[1]
사업비774 크로어(1억 달러)

GPS 지원 GEO 증강 내비게이션(GAGAN)은 인도 정부에 의한 지역 위성 기반 증강 시스템(SBAS)의 구현이다.[2] 기준신호를 제공하여 GNSS 수신기의 정확도를 향상시키는 시스템이다.[3] 인도 공항 당국(Airports Authority of India, AAI)의 운영 SBAS 이행 노력은 인도 영공을 넘어 현대적인 통신, 내비게이션 감시/항공 교통 관리 시스템을 도입하기 위한 첫 번째 단계로 볼 수 있다.[4]

이 프로젝트는 15개의 인도 참조 스테이션, 3개의 인도 내비게이션 육지 업링크 스테이션, 3개의 인도 임무 통제 센터, 그리고 모든 관련 소프트웨어와 통신 링크의 설치 등을 설립했다.[5] 조종사들이 인도 영공을 3m(9.8ft)의 정확도로 항해할 수 있도록 도울 수 있을 것이다. 이는 맹갈로르 국제공항이나 쿠쇼크 바쿨라 림포히 공항과 같은 한계 기후와 어려운 접근법에서 착륙 항공기에 도움이 될 것이다.

실행

77억4000만 달러(1억300만 달러) 규모의 이 프로젝트는 인도 공항청인도 우주연구기구(ISRO)의 기술과 우주지원의 도움으로 2008년까지 3단계에 걸쳐 조성했다.[6] 목표는 인도 공역 상공과 인접 지역의 모든 비행 단계에 항법 시스템을 제공하는 것이다. 생활 안전 운항에 적용 가능하며, 국제 민간 항공 규제 기관의 성능 요건을 충족한다.

우주 부품은 GSAT-8 통신위성에 탑재된 가간 탑재체를 발사해 성공적으로 발사된 이후 사용할 수 있게 됐다. 이 탑재체는 2010년 4월 발사 당시 지동기식위성발사체(GSLV)가 고장나면서 유실된 GSAT-4 위성의 일부분이기도 하다. 2012년 6월 최종 시스템 인수 테스트를 실시한 후 2013년 7월 시스템 인증을 받았다.[6]

2021년 7월 1일 이후 인도에 등록되는 모든 항공기는 GAGAN 장비를 의무적으로 구비해야 한다.[7]

기술

인도 영공 상공에 위성 기반 증강 시스템 구현을 시작하기 위해 2001년 11월과 2005년 3월 미국 공군국방부로부터 L1 주파수 및 L5 주파수에 대한 WAAS(Wide Area Aregmentation System) 코드를 획득했다.[4] 이 시스템은 델리, 구와하티, 콜카타, 아메다바드, 티루바난타푸람, 벵갈루루, 잠무, 포트 블레어 등에 위치한 8개의 참조 스테이션과 벵갈루루루의 마스터 컨트롤 센터를 사용할 것이다. 미국 방위청 건설업자 레이시온은 이 시스템을 건설하기 위해 입찰할 것이라고 말했다.[8]

기술 시연

인도 상공에 기술 실증 시스템(TDS)을 개념 증명서로 구현하는 등 위성항법 국가계획이 AI와 ISRO가 공동으로 작성됐다. TDS는 2007년 동안 인도 8개 공항에 8개의 인도 기준역(INRES)을 설치하여 성공적으로 완공되었으며, 벵갈루루 근처에 위치한 마스터 컨트롤 센터(MCC)와 연계되었다. 예비 시스템 인수 시험은 2010년 12월에 성공적으로 완료되었다.[6] 레이시온이 올려놓은 가간 지상분할대는 전국에 15개의 참고역이 흩어져 있다. 벵갈루루 쿤달라할리에는 관련 업링크 스테이션과 함께 두 개의 임무 통제 센터가 설치되었다. 델리에 관제 센터와 업링크 스테이션이 하나 더 올 것이다. 이 프로그램의 일환으로, 인도 지역에서의 전리층의 행동을 연구하고 분석하기 위해 인도의 다양한 위치에 18개의 총 전자 함량(TEC) 측정소 네트워크가 설치되었다.

GAGAN의 TDS 신호는 7.6m(25ft)의 요구 조건에 대해 3m(9.8ft)의 정확도를 제공한다. 가간신호에 대한 비행점검은 칼리컷 인터내셔널, 라지브 간디 인터내셔널, 바바사헵 암베드카르 인터내셔널, 켐페고다 국제공항에서 진행 중이며, 현재까지 만족스러운 결과를 보이고 있다.

전리권 연구

GAGAN 프로젝트의 한 가지 중요한 요소는 인도 지역에 대한 전리권 행태에 대한 연구다. 이것은 지역 내 전리층의 행동의 불확실한 성질을 고려하여 특별히 취해졌다. 이 연구는 지역의 전리권 보정에 대한 알고리즘의 최적화로 이어질 것이다.

인도 전체 영공에서 전리권 행태를 보다 효과적으로 연구하기 위해, GAGAN의 지역 기반 이온성 모델 개발에 관여하고 있는 인도 대학과 연구 개발 연구소는 9개의 TEC 관측소를 추가로 제안했다.[4]

기술 통합

가간(GAGAN)은 현재 운용 단계에 있으며 광역증강시스템(WAAS), 유럽정류항법중첩서비스(EGNOS), MTSAT 위성증강시스템(MSAS) 등 다른 SBAS 시스템과 호환되며 지역 경계를 넘나드는 원활한 항공항행 서비스를 제공할 예정이다.[9] 접지 세그먼트는 8개의 참조 스테이션과 마스터 컨트롤 센터로 구성되며, 이 스테이션은 데이터 통신 네트워크, SBAS 수정 및 검증 시스템, 운영 및 유지관리 시스템, 성능 모니터링 디스플레이 및 페이로드 시뮬레이터와 같은 하위 시스템을 갖추게 될 반면, 인도 육상 업링크 스테이션은 접시 안테나 어셈블리를 갖게 될 것이다. 우주 세그먼트는 하나의 지리적 항법 트랜스폰더로 구성될 것이다.

효과적인 비행 관리 시스템

GAGAN에 기반한 비행 관리 시스템은 상승, 하강 및 엔진 성능 프로필을 관리함으로써 운영자의 시간과 비용을 절약할 준비가 될 것이다. FMS는 운용자 우선 궤도 사용을 증가시킴으로써 효율성과 유연성을 개선할 것이다. 모든 기상 조건에서 공항과 공역 접근성을 개선하고, 환경 및 장애물 통관 제약을 충족할 수 있는 능력을 개선할 것이다. 또한 병렬 경로와 환경적으로 최적화된 공역 회랑을 특징으로 하는 보다 정밀한 터미널 영역 절차를 정의함으로써 신뢰성을 높이고 지연을 줄일 것이다.

  • 가간(Gagan)은 활주로에 대한 코스 안내와 함께 3차원 접근작전을 통해 안전성을 높인다. 이는 지형으로 조종할 수 있는 항공기가 조종사 통제 하에 부주의로 지형과 장애물 또는 물로 비행하는 사고와 같은 통제된 비행의 위험을 감소시킬 것이다.
  • Gagan은 또한 인도 영공과 같은 넓은 지리적 지역에 높은 위치 정확도를 제공할 것이다. 이러한 포지션 정확도는 80개의 민간 공항과 200개 이상의 민간 공항과 비행장에 동시에 제공될 것이며 공항 수를 계획대로 500개까지 증가시킬 수 있을 것이다. 이러한 위치 정확도는 지상 증강 시스템으로 더욱 강화될 수 있다.

개발

최초의 GAGAN 송신기는 GSAT-4 정지궤도 위성에 통합되어 2008년에 운용될 목표를 가지고 있었다.[10][11] 연이은 지연에 이어 2010년 4월 15일 GSAT-4가 발사됐지만, 3단계 지동기식 위성발사체 Mk 이후 궤도에 오르지 못했다.그것을 운반하던 II가 오작동했다.[12]

2009년에 레이시온은 8200만 달러의 계약을 따냈다. 주로 인도의 항공 항법 시스템을 현대화하는 데 전념했다.[13] 지휘통제시스템(Command and Control Systems)의 부사장인 Raytheon Network Centric Systems의 Andy Zogg는 다음과 같이 논평했다.

가간 항공은 세계에서 가장 발전된 항공 항법 시스템이 될 것이며, 항공 항법의 최전선에서 인도의 리더십을 더욱 강화시킬 것이다. Gagan은 증가하는 인도의 항공 교통 관리 요구를[13] 충족시키기 위해 안전을 크게 개선하고 혼잡을 줄이고 통신을 강화할 것이다.

2012년 국방연구개발기구(DRDO)는 위성항법장치(GPS)와 위성항법장치(GNSS)의 모든 기능을 갖춘 "미니화 버전"을 받았다. 무게가 17g(0.60온스)에 불과한 모듈은 항공기(예: 날개 또는 회전식 크래프트)에서 소형 보트, 선박에 이르기까지 다양한 플랫폼에서 사용할 수 있다. 보도에 따르면, 그것은 또한 "조사 신청"을 도울 수 있다고 한다. 이것은 비용 효율적인 장치로서 "엄청난" 민간 용도가 될 수 있다. 내비게이션 출력은 GPS, GLONASS 및 GPS+GLONASS 위치, 속도 및 시간 데이터로 구성된다. DRDO가 발표한 성명서에 따르면 G3oM은 인도 가간뿐만 아니라 글로벌 포지셔닝 시스템과 글로나스 시스템을 통합한 최첨단 기술 수신기다.[14]

데칸 연대기에 따르면:

도시에 본사를 둔 리서치 센터 이마라트G. 새티쉬 레디 부소장은 이 제품이 GNSS 기술 분야에서 양자 도약을 가져오고 있으며, 향후 고도로 소형화된 GNSS 시스템을 위한 기반을 닦았다고 말했다.[14]

2012년 12월 30일, 인도 민간항공국(DGCA)은 GPS 보조 지역증강항법(GAGAN) 시스템을 RNP0.1(필요한 항법 성능, 0.19km/0.12mi) 서비스 레벨에 잠정적으로 인증했다. 인증으로 SBAS 장비가 장착된 항공기는 항법 목적으로 우주에서 GAGAN 신호를 사용할 수 있었다.[15]

위성

GSAT-8은 2011년 5월 21일 아리안 5호를 이용해 성공적으로 발사된 인도 정지궤도 위성으로, 경도 55도 E의 지오동기 궤도에 위치한다.

GSAT-10은 Ku와 C-밴드 트랜스폰더의 증가하는 수요를 증가시킬 것으로 예상되며, 12 Ku밴드, 12 C밴드, 12 Extended C밴드 트랜스폰더와 GAGAN 페이로드 등을 탑재하고 있다. 이 우주선은 약 6kW의 파워 핸들링 능력을 갖춘 표준 I-3K 구조를 사용하며, 3,400kg(7,500lb)의 리프트 오프 질량을 가지고 있다. GSAT-10은 2012년 9월 29일 아리안 5호에 의해 성공적으로 발사되었다.[6]

GSAT-15는 인도 커버리지 빔과 GAGAN 탑재체를 탑재한 24 Ku 대역 트랜스폰더를 탑재하고 있다. 2015년 11월 10일 21:34:07 UTC에 성공적으로 발사되어 별자리가 완성되었다.

인도 지역 내비게이션 위성 시스템(NAVIC)

인도 정부는 GAGAN 시스템을 만든 경험을 살려 인도 지역 항법 위성 시스템(IRNSS, National Navigation Satellation Satellite System)이라고 불리는 자율적인 지역 항법 시스템을 만들 수 있도록 할 계획이라고 밝혔다.[16]

IRNSS-1 인도 지역 항법 위성 시스템(IRNSS)-1은 인도 지역 항법 위성 시스템 별자리의 7개 위성 중 첫 번째로 항법 페이로드와 C-밴드 범위 트랜스폰더를 탑재하고 있다. 이 우주선은 약 1660W의 동력 처리 능력과 1,425kg(3,142lb)의 리프트오프 질량을 가진 최적화된 I-1K 구조를 사용하며, 10년의 명목상의 임무 수명을 위해 설계되었다. IRNSS 별자리의 첫 번째 위성은 2012년 7월 1일 극지위성발사체(PSLV)에 탑재되어 발사되었다. 전체 별자리는 2014년 기간 동안 실현될 계획이었지만, 후속 위성 발사는 지연되었다.[citation needed]

현재 7개의 위성이 모두 궤도에 올랐지만 2017년 IRNSS-1A에 탑재된 3개의 루비듐 기반 원자시계가 모두 고장이 나서 갈릴레오 별자리에서도 비슷한 고장이 발생했다고 발표했다. 2016년 7월 첫 번째 고장이 발생했고 그 후 다른 두 개의 시계도 고장 났다. 이것은 위성을 다소 불필요하게 만들었고 교체가 필요했다. 위성은 여전히 다른 기능을 수행하지만 데이터는 거칠기 때문에 정확한 측정에 사용할 수 없다. ISRO는 2017년 7~8월 IRNSS-1H로 교체할 계획이다.

항법 시스템에 있는 두 개의 시계가 이상 징후를 보이기 시작했고, 따라서 고장 난 시계는 모두 5개로 늘어났다.

ISRO는 항법위성의 운용 수명을 연장하기 위한 예방책으로 나머지 6개 위성에 2개 대신 1개의 루비듐 원자시계만 가동하고 있다. 각 위성에는 3개의 시계가 있어 시스템의 모든 위성(대기 위성 포함)에 총 27개의 시계가 있다. IRNSS와 갈릴레오의 시계는 SpectrumTime에 의해 공급되었다. ISRO는 두 개의 대기 중인 NavIC 위성의 원자 시계를 교체했다. 이 같은 차질은 IRNSS가 아직 상업적 운영을 시작하지 않은 상황에서 나온 것이다.

적용들

카르나타카 산림국은 GAGAN을 이용하여 산림지대의 새롭고 정확하며 공개적으로 이용할 수 있는 위성 데이터베이스를 구축했다. 이는 각 주의 숲 지도를 업데이트하고 게시하라는 대법원 지시에 따른 후속 조치다. 산림지대 조종사의 지리공간 데이터베이스는 Cartosat-2 위성의 데이터를 사용했다. R.K. Srivastava 산림청 수석 관리원(본청)에 따르면, 이 지도는 산림 경계와 관련된 모호성을 없애고 산림 관리자인 산림 관리자와 일반 대중에게도 명확히 하기 위한 것이라고 한다.[17]

인도 국립해양정보센터(INCUISA)가 AI와 함께 심해 어민들에게 다가올 재난을 경보할 위성 기반 제미니(Gagan Enabled Mariner's Instrument for Navigation and Information) 시스템을 새로 출시했다. 휴대폰의 제미니 앱은 제미니 기기에서 신호를 해독하고 사용자에게 PFZ와 함께 사이클론, 높은 파도, 강한 바람과 같은 긴급한 위협에 대해 경고한다.

브라모스 등 인도에서 제작된 각종 미사일은 가간(GAGAN)을 유도용으로 활용할 예정이다.[18]

참고 항목

참조

  1. ^ "Soon, safety in the sky as GPS-aided Gagan set to take off", The Times of India, archived from the original on 8 January 2014
  2. ^ "Ensuring safety and reliabity through indigenous satellite navigation system GAGAN". Times of India Blog. 12 January 2019. Retrieved 7 May 2019.
  3. ^ "India Approves Gagan System". Magazine article. Asian Surveying and Mapping. 15 September 2008. Archived from the original on 19 May 2009. Retrieved 5 May 2009.
  4. ^ a b c 가간 업데이트 박사 아르진 싱, 추가 GM, 인도 공항 당국, 글로벌 항법 시스템 이사 2008년 8월 28일 웨이백 머신보관
  5. ^ http://www.thehindu.com/news/national/kerala/gagan-system-ready-for-operations/article5565700.ece[bare URL]
  6. ^ a b c d "Satellite Navigation – GAGAN". ISRO website. Retrieved 13 June 2012.
  7. ^ "NavIC and GAGAN System Update" (PDF). 28 September 2021.
  8. ^ GAGAN(Geosynchronic Augment Navigation System) 프로젝트 입찰에 Raytheon
  9. ^ "GAGAN - Navipedia". gssc.esa.int. Retrieved 22 August 2019.
  10. ^ ISRO, 레이시온 위성항법시스템 시험 완료 2006년 12월 5일 웨이백 머신 인도 디펜스 웹사이트에 보관. 2006년 6월 20일.
  11. ^ K.N. 수리아나라야나 라오와 S.팔. 인도 SBAS 시스템 GAGAN 2006년 12월 2일 웨이백 머신보관. 인도-미국 우주과학, 응용 및 상업에 관한 회의의 개요. 2004년 6월.
  12. ^ Subramanian, T. S. (15 April 2010). "India's indigenous GSLV D3 rocket fails in mission". The Hindu. Retrieved 15 April 2010.
  13. ^ a b "Raytheon Wins $82M Air Navigation Contract From India". GovCon Wire. Retrieved 29 September 2012.
  14. ^ a b 미사일 유도용 17gm 장치 웨이백 머신 데칸 크로니클에 보관된 2012년 9월 5일.
  15. ^ "GAGAN System Certified for RNP0.1 Operations". 3 January 2014. Archived from the original on 4 January 2014. Retrieved 3 January 2014.
  16. ^ SATNAV Industry Meet 2006 Wayback Machine에 2007년 3월 31일 보관. ISRO Space India 뉴스레터. 2006년 4월 ~ 9월 호.
  17. ^ Gagan이 새로운 포레스트 데이터베이스를 시작한다. 힌두교. 2015-04-21에 검색됨.
  18. ^ "Desi G3OM Makes BrahMos Smarter". The New Indian Express. Retrieved 2 December 2021.

추가 읽기

외부 링크