Flight Test of Helicopter Landing System Using Real-time DGPS

실시간 DGPS를 이용한 헬리콥터 착륙 시스템 개발

In recent, there has been remarkable progress in the field of GPS applications. In a few years, an appreciable number of aircraft will adopt GPS as a landing guidance system because GPS is more economic, more reliable and more accurate than any other aviation systems. In this respect, we have performed several helicopter landing flight tests based on the real-time DGPS system made in SNUGL (Seoul National University GPS Laboratory). From the experimental results, we found several problems Which should be fixed to adopt DGPS as a aircraft landing guidance system. In this paper, we will introduce the problems found in tests and also suggest modifications to solve the problems. Our modifications can be classified into three parts. The first is about the attitude determination with single GPS antenna. The second deals with the cockpit display module. The display was devised to integrate the Instrument Landing System(ILS) with tunnel-the-sky using virtual reality. With the display, pilot can achieve more safe landings. The last part is the digital map. We inserted digital map into our system and put direction indicator on the map using position information from GPS. It is very useful for pilot to find airports even in bad weather. Using the newly designed DGPS landing system, we conducted flight test at Kimhae International Airport, Pusan, Korea. It was successful! Our system can also satisfy Category-I criterion for aircraft landing approach and determine attitude angle with a high level of reliability. It is supported by video materials.

최근 수년간, GPS와 관련된 연구들이 항공분야를 비롯한 다양한 분야에서 진행되었다. 특히, GPS를 항공기의 착륙 유도 시스템에 이용하려는 연구가 많이 이뤄지고 있다. 이러한 시도들은 GPS의 경제성, 신뢰성, 정확성 등의 장점들을 십분 활용하기 위한 것이라고 할 수 있다. 서울대학교 GPS 실험실에서도 이러한 경향에 보조를 맞추어, GPS를 기반으로 하는 항공기 착륙 시스템을 개발하고, 헬리콥터를 이용한 비행실험을 수행하고 있다. 그 동안 누적된 실시간 DGPS 시스템 개발기술들을 바탕으로 항공기 착륙 시스템을 확장, 보강하여 최근의 비행실험을 실시하였다. 본 논문에서는 새롭게 구성된 항공기 착륙 시스템을 소개하고 이를 이용한 비행실험 결과를 분석하였다. 기존의, 기본적인 실시간 DGPS 시스템에서 추가, 발전된 부분은 세 가지로 분류할 수 있다. 첫 번째는, 단일 GPS 안테나를 이용하여 항공기의 자세를 추정하는 부분이고, 두 번째는, 통합적인 cockpit display이다. 이 display는 가상현실을 이용하여 조종사에게 기존의 ILS 정보와 그 이외의 다양한 정보들을 보여준다. 마지막으로, 공항의 기상상태에 관계없이 조종사가 공항에 접근할 수 있도록, 전자지도를 삽입하여 안전한 착륙을 시도할 수 있도록 시스템을 구성하였다. 이렇게 새롭게 구성된 시스템을 이용하여 김해 국제공항에서 비행실험을 수행하였다. 분석된 결과를 바탕으로, 이 시스템이 정확도 측면에서, CAT-I을 충분히 만족시킴을 확인하였으며, 신뢰도 높은 자세결정이 이뤄지고 있음을 확인하였다.