1-1-17 Global Positioning System(GPS)
a. System Overivew
1. GPS는 space-based radio navigation system으로 세계 어느 곳에서도 정확한 위치를 확인하는데 사용된다. GPS 24개 위성은 지구상 어느곳에서는 5개의 위성의 신호를 받을 수 있도록 구성되어 있다. 3차원의 위치를 정확하게 하기 위해서는 최소 4개의 위성이 필요하다. GPS 수신기는 mask angle(GPS 신호를 받을 수 있는 최소각도)
DOD (The Department of Defense)는 GPS 위성의 운영과 모니터링을 담당하고 있다. 각각의 위성궤도정보는 GPS신호로 통합되어져 보내진다. GPS좌표시스템은 Certesian earth-centered, earth fixed coordinated로 WGS-84(the World Geodetic System 1984)를 사용한다.
2. System Availiability and Reliability
(a) GPS의 상태는 GPS 위성으로부터 message 형태로 방송된다. 또한 전화번호 (703) 313-5907로 확인가능하며 http://www.navcen.uscg.gov/에서 확인할 수 있다. 추가적으로 위성의 가능여부 상태는 NOTAM(Notice to Airmen)을 통해서 확인할 수 있다.
(b) GNSS 상태는 항공기에서 사용되는 GPS 장비의 종류에 따라 다르다. TSO-C-129 ro TSO-C196은 GPS만을 이용한 장비로 prediction program을 통해서 비정밀접근의 운영을 가능케 한다.
3. RAIM(Receiver Autonomous Integrity Monitroing)은 GPS 수신기가 GPS신호의 무결설(integrity)를 자체적으로 확인하는 것을 말한다. RAIM 없이는 조종사는 GPS신호를 믿을 수 없다. 이러한 fault-detection은 PBN(Performance Based Navigation)과 RNAV(Area Navigation)에서 중요하다.
(a) RAIM이 작동하기 위해서는 적어도 1개의 위성이 필요하다. 따라서 GPS 항법에서 RAIM을 이용하려면 5개의 위성이 필요하거나 4개의 위성과 기압고도계(baro-aiding)이 필요하다. (baro-aiding은 GPS와 독립적으로 신호를 받아 비교할 수 있다 5번째 위성을 대체하는 역할).
GPS 수신기들은 FDE(fault detection and exclusion)이라 불리는 RAIM을 가지고 있다. FDE를 위해서는 6개의 위성이나 5개의 위성과 기압고도계가 필요하다.
만약 baro-aiding이 있다면 GPS 수신기에 고도계setting을 해라. GPS의 고도정보는 고류가 많기 때문에 정확하지 않을 수 있다.
(b) RAIM fault message는 2개종류가 있다. 첫번째는 위성이 부족해서 RAIM 무결성 모니터링이 되지 않는 경우다. 이는 GPS 항법이 가능하나 무결성을 알 수 없는 경우이다. 두번째는 RAIM 무결성 모니터링에서 에러를 발견하고 항법에 사용할 수 없는 경우다. 어쨌든 RAIM이 없다면 조종사는 GPS의 위치 정확성을 확신할 수 없다.
4. SA(Selective Availability)는 GPS의 정확도를 의도적으로 감소시키는 것이다. 하지만 2000년 5월 1부터 SA는 종료되었다. 그러나 몇몇의 GPS 수신기는 여전히 SA를 적용하고 있다. 새로운 GPS 수신기는 ICAO Annex 10에 의거 SA기능이 모두 사라졌다.
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