레이더는 RF 에너지 파장을 특정 방향으로 송신 하여 작동한다. 표적으로부터 반사파가 돌아오거나 전파가 튕기는 것은 정밀하게 시간을 측정할 수 있 다. 이로부터 전파가 이동한 거리와 반사파가 측정 되고, 표적까지의 거리와 방위가 즉시 결정되어 레 이더 스크린에 시현된다. 레이더 송신기는 극히 높 은 출력 수준을 감시하에 공중으로 송신할 수 있어 야 하고, 관련된 레이더 수신기는 극히 적은 수준
의 반사파를 감지할 수 있어야 한다. 레이더 시현 장 치는 관제사에게 레이더 시설의 탐지 범위 안에 있 는 항공기의 레이더 반사파를 지도처럼 시현한다.
전자적으로 만들어 낸 거리 표시와 방위를 지시하 는 장치에 의해, 관제사는 각각의 레이더 표적을 레 이더 시설과 관련하여 위치시킬 수 있거나, 하나의 레이더 표적을 다른 것에 관련하여 위치시킬 수 있 다. Video-mapping 장치는 실제 항로나 공항 지 도를 만들어 내고 그것을 레이더 시현 장비에 나타 낼 수 있다. Video-mapping 기능을 사용하여 항공 교통관제사는 항공기 표적을 볼 수 있을 뿐만 아니 라, 활주로, 항법 보조 시설들, 구역 안의 위험한 지 상 장애물에 연관된 이 표적들을 볼 것이다. 그러므 로 레이더는 항법 보조 시설이 되고, 가장 중요한 교 통 분리 수단이 된다. 12개나 그 이상의 표적을 시현 하는 데 있어, 1차 감시레이더 장치는 하나의 특정 레이더 표적을 확인할 수 없고, 특히 레이더 시설과 항공기 사이에 강수나 폭풍우가 있다면 상당한 거리 에 있는 작은 표적을 보는 데 어려움이 있다. 이 문 제는 ATCRBS(Air Traffic Control Radar Beacon System)에 의해 해결되었다. 종종 2차 감시레이더 (Secondary Surveillance Radar, 이하 ‘SSR’라고 한다)라 불리는, 항공기에 있는 ‘트랜스폰더’를 이용 한다. 지상 장비는 질문 장치로서 Beacon 안테나가 장착되어 감시 안테나와 같이 돌아간다. 질문 장치 는 암호화된 전파 순서를 보내어 항공기 트랜스폰더 를 작동시킨다. 트랜스폰더는 강한 대답 신호와 적 극적인 항공기 확인, 항공기 고도와 같은 특정 자료 를 포함하는 미리 선택된 암호 순서를 지상 장비에 송신하여 답한다.
[그림 2-37] Example of HUD
2.28.1 Radar Navigation의 기능(Functions of Radar Navigation)
ATC가 사용하는 레이더 시스템은 항로 감시레이 더(Air Route Surveillance Radar, 이하 ‘ARSR’
이라 한다), 공항감시레이더(Airport Surveillance Radar, 이하 ‘ASR’이라 한다), 정밀 접근 레이 더(Precision Approach Radar, 이하 ‘PAR’이 라 한다), 공항 표면 탐지 장치(Airport Surface Detection Equipment, 이하 ‘ASDE’이라 한다)이 다. 감시레이더는 360도 방위를 탐지하고 표적 정 보를 관제탑이나 접근관제소에 있는 레이더 디스 플레이에 나타낸다. 이 정보는 독립적으로 사용되 거나, 항공교통관제에 있어 다른 항법 보조 시설 과 연계하여 사용된다. ARSR은 우선적으로 넓은 지역을 담당하도록 설계되었고, 터미널 구역 사이 의 항로에 있는 항공기 시현을 제공하는 장거리 레 이더 장치이다. ARSR은 항공기가 ARSR 범위 안 에 있을 때 ACC(Air Control Center) 관제사가 레 이더 서비스를 제공할 수 있도록 해 준다. ARSR 은 ACC(Air Control Center)가 Radar Approach Control에 의해 제공되는 것과 비슷하지만, 더 제
한된 Terminal Radar Service를 제공할 수 있도 록 해 준다. ASR은 공항 주변에서 상대적으로 짧 은 거리 범위 안에 서비스를 제공하도록 설계되었 고, 레이더 스코프 상의 정밀한 항공기 위치를 관찰 하여 터미널 구역 교통 흐름의 빠른 처리 수단을 제 공한다. 인가된 감시레이더 접근 절차를 가지고 있 는 공항에서 비정밀 계기접근을 할 수 있다. ASR은 최종 접근 경로로 레이더벡터(Radar Vector)를 제 공하고, 그런 다음 접근을 하는 동안 조종사에게 방 위 정보가 제공된다. 활주로부터의 거리에 따라 조 종사는 MDA, 강하시기에 있을 때 조언을 받는다.
만약 요청한다면, 최종 구간에서 매 마일마다 추 천 고도 (Recommended Altitude)가 제공될 것이 다. PAR은 항공기 순서나 간격을 위해서 설계되었 다기보다는 거리, 방위, 고도 정보를 시현하는 착륙 보조 시설로 사용되기 위해 만들어졌다. PAR 장비 는 우선적인 착륙 보조 장비로 사용되거나, 다른 형 태의 접근을 감시하는 데 사용될 수 있다. PAR 배 열에 두 개의 안테나가 사용되는데, 하나는 수직면 을 탐지하고 다른 하나는 수평으로 탐지한다. 범위 는 10마일, 방위는 20도, 고도는 7도로 제한되어 있 기 때문에 최종 접근 구역만 담당한다. 관제사의 스
[그림 2-38] Typical display and control unit(s) in general aviation
코프는 두 부분으로 나누어져 있다. 위쪽 반은 고 도와 거리 정보를 나타내고, 아래쪽 반은 방위와 거 리 정보를 나타낸다. PAR은 관제사가 아주 정밀한 방위와 고도 안내를 조종사에게 제공할 수 있게 해 준다. 조종사에게 비행할 방향이 제공되고 항공기 가 착륙 활주로 중앙선 연장선상에 정대 되도록 해 준다. 조종사에게 Glide path Interception이 되 기 10∼30초 전에 말을 해 주고, 언제 강하를 시작 해야 하는지 말해 준다. 발간된 결심 고도(Decision Height, 이하 ‘DH’이라 한다)는 조종사가 요구할 때만 제공된다. 만약 항공기가 Glide path의 위 나 아래로 멀어진다면, 조종사에게 벌어진 양에 따 라 ‘Slightly’나 ‘Well’을 사용하여 알려주고, 조종사 는 Glide path로 돌아가기 위해 강하/상승율을 조 절해야 한다. 경향 정보는 항공기 고도와 관련하여 제공되고, ‘Rapidly’와 ‘Slowly’를 사용하여 수식한 다. 예는 다음과 같다. “Well above Glide path, coming down rapidly”
접지 지점으로부터의 거리는 매 마일마다 제공된 다. 만약 항공기가 방위나 고도로 제한된 특정 안 전 구역에서 멀어지며 계속 밖으로 비행하고, 조종 사가 활주로 주변(활주로, 접근 등화, 기타)을 보고 있지 못하면 특정 경로로 비행하거나 실패 접근을 수행하도록 지시한다. 방위와 고도의 항법 안내는 항공기가 발간된 DA(Decision Altitude)/DH에 도 달하기 전까지 조종사에게 제공된다. 관제사는 항 공기가 착륙 Threshold를 지나갈 때까지 권고 경 로와 Glide path 정보를 제공한다. 이 지점에서 조 종사는 활주로 중앙선에서 멀어진 정도를 조언받는 다. 레이더 서비스는 접근이 완료되면 자동으로 종 료된다.
(1) 공항 표면 탐지 장치
(Airport Surface Detection Equipment) 이 레이더 장비는 항공기와 차량을 포함한 공항 지표면상의 모든 기본적인 지형을 탐지하도록 특 별히 설계되었고, 관제탑에 있는 레이더 Indicator Console에 전체 모습을 시현한다. 이 장치는 활주 로와 유도로상의 항공기와 차량 움직임을 관제탑에 있는 사람이 시각적으로 관찰하는 데 도움을 준다.
(2) 레이더 제한 사항(Radar Limitations) 1) 레이더 서비스에는 한계가 있고, ATC 관제사
들은 레이더에 보이지 않거나 ATC 관제하에 있지 않은 항공기에 관련된 항적 정보를 항상 제공할 수 없다는 사실을 아는 것은 항공 관 련자에게 아주 중요하다.
2) 무선전파의 특성은 기온 역전과 같은 비정상 적인 대기 현상에 의해 휘지 않는 이상, 계속 직선으로 이동한다는 것이다. 짙은 구름, 강 수, 지상 장애물, 산 등에 의해 반사되거나 감쇄된다. 또는 높은 지대 지형에 의해 걸러 진다.
3) 1차 레이더 에너지는 단단한 물체에 의해 반 사되고 관제사의 스코프에 시현된다. 그로 인 하여 동일한 거리에 있는 항공기를 보이지 않 게 하고, 먼 거리에 있는 표적의 시현을 약하 게 하거나 완전히 제거한다.
4) 상대적으로 낮은 고도에 있는 항공기는 산에 의해 차폐되거나, 지구의 곡선 때문에 레이더 파의 아래에 있게 되어 보이지 않을 것이다.
5) 항공기의 반사면의 양은 레이더 반사의 크기 에 의해 결정될 것이다. 그러므로 작고 가벼
운 항공기나 매끄러운 제트기는 큰 상업용 제 트기나 군용 폭격기에 비해 1차 레이더로 보 기 힘들다.
6) ACC 레이더와 많은 공항감시레이더는 적절 한 장비를 갖춘 항공기에 대한 모드(Mode C) 질문 능력을 가지고 있고, 고도 정보를 관제 사에게 시현할 수 있다. 그러나 몇몇 공항감 시레이더는 모드(Mode C) 시현 능력을 가지 고 있지 않다. 그러므로 고도 정보는 조종사 로부터 얻어야 한다.