SAT#1 (Preliminary Integration) Test Results of KASS System

Abstract

According to the Korea Augmentation Satellite System (KASS) system milestone, Site Acceptance Test (SAT) has three steps test until the end of the project. SAT#1 is the first time of SAT steps and verify the KASS Reference Station (KRS) and Sub System (S/S) for the monitoring and controllable. After the equipment and software were installed at the Mission Control Center (MCC) with Central Monitoring and Control Simulator (CMS) for the SAT#1, the 1:1 test was progressed when the KRS and S/S are ready to test. SAT#1 has a 10 steps test case and it was progressed each KRS sites. The test was finished throughout the real-time monitoring and the data collection including the data analysis all of the 7 KRS sites. Finally SAT#1 was completed on December 2020 with successfully.

1. 서론

한국형 정밀 GPS 위치보정시스템 Korea Augmentation Satellite System (KASS)는 2014년도 10월 시스템 개발에 착수하여 단계별 설계검토회의를 수행하여 최종적으로 2020년 7월 3차 Critical Design Review (CDR)를 통해 설계 검토가 마무리가 되었으며 확정된 설계사양으로 KASS Sub System (S/S)을 개발 및 제작하고 개발단계에서의 시험 및 평가인 Factory Acceptance Test (FAT)와 Site Acceptance Test (SAT)를 수행하게 된다. SAT의 경우 개발 및 제작되는 시제품의 일정에 따라 Fig. 1과 같이 총 3단계로 구분하여 수행하게 되며 (Lee & Nam 2020) 1차 SAT는 2021년도 2월, 2차 SAT는 2022년도 3월, 3차 SAT는 2022년도 7월로 계획되어 있다. 그 중 첫 번째 SAT은 KASS Reference Station (KRS)와 Wide Area Network (WAN)을 통해 Mission Control Center (MCC)에서 KRS에서 수신된 Global Positioning System (GPS) 신호 수신 및 KRS 및 S/S의 상태 정보 모니터링 및 제어 가능 여부를 확인하는 시험이다.

Fig. 1. KASS development process (TBD) & IVQ activities.

SAT#1을 수행하기 위해서는 사전에 전국 7개의 KRS 장비 및 소프트웨어를 설치 및 테스트가 종료되어야 하며 MCC에서는 단계별로 SAT#1을 수행하여 WAN을 통한 KRS 모니터링 및 제어를 확인하고 최종적으로 7개의 KRS 데이터를 수신하여 데이터를 확인하고 데이터 누락이 없을 경우 SAT#1은 종료된다.

2. SAT#1 개요

2.1 SAT#1 과정

SAT#1 과정은 Table 1과 같다. CDR을 통해 개발 완료된 KRS 및 S/S 장비가 SAT#1을 위해 MCC 및 KRS 사이트에 설치 준비가 되면 SAT을 위해 교육을 받은 Joint Test Team (JTT) 인원이 MCC 및 KRS 사이트에 방문하여 장비를 조립하고 소프트웨어 설치 및 테스트를 한다. 테스트가 마무리가 된 사이트부터 MCC에서 1:1로 WAN을 통해 모니터링 및 제어 테스트를 수행하고 최종적으로 7개의 사이트에 대해서 동시 모니터링 및 데이터 수집, 분석을 통해 SAT#1을 종료한다. 정해진 일정에 효율적으로 SAT#1을 수행하기 위하여 JTT 인원은 MCC, 도서지역 KRS 설치, 내륙지역 KRS 설치로 팀을 분배하였다.

Table 1. SAT#1 process.

Order	Process	Remark
1 2 3 4 5 6	Equipment delivery to the sites MCC equipment onsite setting KRS equipment onsite setting and test 1:1 test from MCC to KRS sites 1:7 test from MCC to KRS sties SAT#1 review	KRS and MCC site   7 KRS sites MCC : KRS Data monitoring SAT#1 closed

 

2.2 SAT#1 시스템 구성

SAT#1을 위한 시스템 구성은 Fig. 2와 같으며 KRS의 상태 정보는 WAN을 통해 Central Monitoring & Control Simulator (CMS)에서 모니터링이 가능하다. SAT#1을 수행하기 위해 MCC와 KRS 사이트 개별로 시스템을 구성하였으며 장비의 기능은 Table 2와 같다. MCC 사이트는 Fig. 3과 같이 CMS와 Front End Equipment (FEE)로 구성되며 WAN을 통해 실시간으로 CMS에서 KRS의 상태 정보 및 데이터 송수신 확인이 가능하다. KRS 사이트는 Fig. 4와 같이 KRS 캐비닛과 WAN 캐비닛에 장비를 장착하여 운용한다. KRS 캐비닛에 장착된 Power Distribution Unit (PDU)는 Remote Power Management Unit (RPMU) 및 S/S에 전원을 공급하며 RPMU에서는 KRS 장비와 Frequency Standard (FS)에 전원을 공급한다. FEE와 RPMU는 Unshielded Twisted Pair (UTP) 케이블을 이용해 WAN 장비의 L3 switch로 연결되고 네트워크를 통해 데이터 송수신을 한다.

Table 2. SAT#1 equipment and description.

Equipment	Description	Remark
CMS FEE WAN KRS CC FS EME RPMU	KRS control and monitoring, Received KRS CM/RM data Connecting equipment for the data transfer Provided network between MCC and KRS Received GPS data and control the S/S Time synchronization for the GPS receiver Sensing the temperature/ humidity/door status on the KRS rack KRS/FS power control	To receiver #1, #2 To CC

 

Fig. 2. Configuration of the SAT#1.

Fig. 3. MCC site CMS (a), FEE (b) and WAN (c) equipment.

Fig. 4. KRS site rack (a) and WAN (b) equipment installation.

2.3 SAT#1 일정

SAT#1 일정은 Table 3과 같으며 먼저 MCC에서 KRS 상태 정보 및 제어를 위한 장비 및 소프트웨어 설치를 완료하였다. 첫 번째 KRS 설치는 이동성을 고려하여 내륙 지역인 양주기준국과 날씨에 따른 접근을 고려하여 도서지역인 울릉기준국을 선정하였다. 각각의 팀에서 소프트웨어 설치 및 테스트가 종료가 되면 MCC에서 원격으로 KRS 모니터링 및 테스트를 수행하였으며 광주기준국을 마지막으로 SAT#1을 마무리하였다.

Table 3. Schedule of the SAT#1.

Site name	Deployment date	SAT#1 date	Remark
Cheongju Yangju Gwangju Jeju Seogwipo Yeongdo Ulleung Yangyang	2020.10.27 ~ 29 2020.11.02 ~ 04 2020.11.25, 11.30 2020.11.16 ~ 17 2020.11.09 ~ 10 2020.11.16 ~ 18 2020.11.02 ~ 04 2020.11.09 ~ 10	- 2020.11.06 2020.12.01 2020.11.18 2020.11.11 ~ 12 2020.11.19 2020.11.04 ~ 05 2020.11.11	MCC site       KRS site

 

3. SAT#1 시험항목 및 검증

3.1 시험항목 및 검증방법

SAT#1 시험항목에 대한 검증은 적합성 검증방법에 기반하여 각 단계별 주어진 절차서에 따라 검증을 수행하였다. Table 4는 SAT#1을 수행하기 위한 시험항목 및 방법에 대한 내용이며 각각의 단계는 CMS를 통해 Fig. 5와 같이 순차적으로 진행된다. MCC 사이트에서 SAT#1 준비가 완료되고 각 기준국 사이트에서 장비설치 및 소프트웨어 테스트가 마무리가 되면 MCC에서는 SAT#1이 준비된 기준국 사이트의 KRS 및 S/S에 대해서 1~9 단계 시험항목 테스트 수행 및 검증을 한다.  1~5 단계는 원격으로 KRS 사이트의 FEE 장비 및 KRS 장비 소프트웨어를 설치하는 항목이며 6 단계는 2~5 단계에 업데이트된 소프트웨어 버전과 설치파일 버전의 동일성을 확인하는 단계이다. 7 단계는 KRS 사이트 RPMU 장비의 On/Off 명령을 전달하여 원격으로 RPMU 출력단 전원제어 가능여부를 확인하는 단계이며 8~9 단계는 KRS의 운영모드를 변경하여 수신되는 Raw Measurement (RM) 메시지와 Cyclic Monitoring (CM) 메시지 확인 및 Environment Monitoring Equipment (EME) 값 모니터링을 확인하는 단계이다. 총 7개의 기준국 사이트의 KRS 및 S/S에 대해 9단계까지의 테스트가 완료되면 10단계에서는 24시간동안 기준국 사이트에서 WAN을 통해 MCC에 전송된 KRS 데이터 수집 및 분석을 통해 데이터의 누락여부를 확인하는 시험항목이다. 시험항목 1~8 단계는 KRS #1과 KRS#2에 대해서 각각 수행하게 되며 시험항목 9단계는 EME 장비 연결이 KRS#1과 연결되어 있으므로 KRS#1번에 대해서 모니터링 및 결과를 확인한다.

Table 4. SAT#1 test case and method.

Step	Test case	Channel	Method
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	FEE firmware installation Delete a files on CC KRS file importing KRS fault log commanding Deploy a files on CC KRS files audit RPMU commanding KRS commanding EME data monitoring KRS output data check	#1, #2         #1 #1, #2	Test           Analysis

 

Fig. 5. Flow chart of SAT#1 process.

3.2 시험결과

SAT#1 시험항목 검증은 절차서 세부단계별 결과를 확인하면서 수행했다. 세부단계별 결과를 만족하지 못 할 경우 해당되는 시험항목을 제외하고 다른 시험항목을 검증할 수는 없다. Fig. 6은 FEE 소프트웨어 설치 절차 세부단계별 일부분이며 각 세부단계별 절차에 대한 결과를 기입하고 특이사항과 관련된 내용은 절차서에 추가로 작성하였다.

Fig. 6. FEE Installation procedure sample.

3.2.1 FEE firmware installation

시험항목 1단계 FEE firmware installation은 CMS에서 각 기준국 FEE 장비에 대해서 펌웨어를 설치하고 설치된 펌웨어 버전이 설치파일과 동일성을 확인하는 단계이다. 시험항목 1단계는 Table 5와 같이 세부단계의 검증을 통해 결과를 확인하게 된다. CMS 파일 업로드 결과는 세부단계 1을 통해 확인하였고 FEE에 파일 설치는 세부단계 2~3을 통해 확인하였다.

Table 5. Detail description of FEE firmware installation (test case 1).

Detail step	Test description	Result
1 2 3 4	Import the firmware file File transfer CMS to FEE Installation of firmware on FEE Check the firmware version	Import success message on CMS Transfer success message on CMS Installation success message on CMS Comparison firmware version

 

3.2.2 Delete a files on Core Computer (CC)

시험항목 2단계 delete a files on CC는 Table 6과 같이 KRS CC에 설치된 펌웨어 파일을 File Transfer Protocol (FTP)를 이용해 확인하고 시험항목 3~5 단계를 위해 설치된 파일을 삭제하는 단계이다. 시험항목 검증을 위해 KRS CC에 로그인을 하고 현재 저장된 파일 확인하여 세부단계 1~2를 확인하였고 각각 저장된 파일을 삭제하고 CC 내부에 삭제한 파일 존재를 세부단계 3~4를 통해 확인하였으며 결과는 Fig. 7과 같다.

Table 6. Detail description of delete a files on CC (test case 2).

Detail step	Description	Result
1 2 3 4	Access the CC Saved the file check Delete the file Check the exist file	Success log in Exist file display FTP command check No more file exist check

 

Fig. 7. Yangyang KRS CC#2 file delete test result.

3.2.3 KRS file importing, KRS fault log commanding, deploy a files on CC, KRS file audit

Table 7은 시험항목 3~4 단계에 대한 검증 및 결과 확인내용이다. 시험항목 3단계 KRS file importing은 KRS CC 펌웨어를 CMS를 통해 업로드하는 단계이며 CMS에서 표시되는 메시지를 통하여 파일업로드 성공여부를 확인하였다. 시험항목 4단계 KRS fault log commanding은 KRS CC에 저장되어 있는 fault log를 원격으로 다운로드 받는 단계이며 CMS 메시지 표시 및 지정된 폴더에 파일이 저장됨을 확인하였다.

시험항목 5단계 deploy a files on CC는 업로드된 파일을 CMS를 통해 CC에 설치하는 단계이며 Table 8과 같이 CMS에서 CC로의 파일 전송은 세부단계 1, 세부단계 2를 통해 펌웨어 설치를 확인하였다. KRS의 운영모드 변경은 세부단계 3을 통해 확인하며 fault log를 다운로드 함으로써 시험항목 5단계 검증을 완료하였다.

Table 7. Detail description of test case 3 and 4.

Test case	Description	Result
3 4	Import the firmware file Download fault log	Import success message on CMS Commanding success message on CMS and check the download file

 

Table 8. Detail description of deploy a files on CC (test case 5).

Detail case	Description	Result
1 2 3 4	File transfer CMS to CC Installation of CC file Change the KRS operation mode Download fault log	Transfer success message on CMS Installation success message on CMS Mode change on CMS Commanding success message on CMS and check the download file

 

시험항목 6단계 KRS files audit는 시험항목 3~5단계를 통해 설치 전 펌웨어 버전과 설치 후 펌웨어 버전을 확인하는 단계이며 CMS에서 audit 명령을 통해 정상적으로 펌웨어 설치가 완료된 것을 확인하였다.

3.2.4 RPMU commanding

시험항목 7 단계 RPMU commanding은 CMS에서 KRS 사이트 RPMU를 원격으로 제어가능여부를 확인하는 단계이며 FS를 제외하고 RPMU 1번과 2번 출력포트 off/on 명령을 수행하고 결과를 확인하는 단계이다. Table 9와 같이 현재 KRS의 운영모드를 세부단계 1를 통해 확인하고 세부단계 2~5를 통해 RPMU 전원 off/on 명령시 CMS의 GUI 변경과 실시간으로 KRS 사이트에 대기중인 JTT인원이 RPMU의 전원에 따른 KRS 장비의 동작상태 확인하여 검증하였다.

Table 9. Detail description of RPMU commanding (test case 7).

Detail case	Description	Result
1 2 3 4 5 6	Check the KRS operation mode RPMU channel #1 power off RPMU channel #2 power off RPMU channel #2 power on RPMU channel #1 power on Check the RPMU status in real time	Operation mode check on CMS CMS GUI change CMS GUI change CMS GUI change CMS GUI change On site status check by JTT

 

3.2.5 KRS commanding

시험항목 8단계 KRS commanding은 KRS에서 송부되는 CM 및 RM 데이터를 KRS 운용 모드별로 확인하는 단계로 Table 10과 같이 현재 KRS의 운영모드를 세부단계 1를 통해 확인하고 세부단계 2에서 KRS에서 실시간으로 송부되는 CM 및 RM 데이터 패키지가 Interface Control Document (ICD)에 정의된 시스템 주소로 정상적으로 할당되는 것을 확인하였다. 마지막으로 세부단계 3에서는 KRS를 모드를 변경하여 KRS가 문제없이 정상적으로 동작하는 것을 확인하였다.

Table 10. Detail description of KRS commanding (test case 8).

Detail case	Description	Result
1 2 3	Check the KRS operation mode RM and CM message check at each KRS mode Change the KRS operation mode	Operation mode check on CMS Message address check on CMS Mode change on CMS

 

3.2.6 EME data monitoring

시험항목 9단계 EME data monitoring은 KRS #1을 통해 연결된 EME의 정보를 CMS를 통해 모니터링 가능여부를 확인하는 단계이다. 세부모니터링 화면을 통해 확인 가능한 EME 항목은 온도, 습도, KRS 캐비닛 전/후면 도어 상태 총 4가지이며 Table 11과 같이 세부단계을 통해 EME 값들이 모니터링 되는 것을 확인하였다.

Table 11. Detail description of EME data monitoring (test case 9).

Detail case	Description	Result
1 2 3	Enable the EME function Check the EME value Disable the EME function	Open the monitoring display EME value display on CMS Close the monitoring display

 

3.2.7 KRS output data check

시험항목 10단계 KRS output data check는 KRS가 정상 동작모드에서 24시간동안 CM 및 RM 데이터를 획득하고 데이터 누락에 따른 연속성을 확인하는 단계이며 Fig. 8과 같이 수집된 데이터를 상용 프로그램을 사용하여 데이터 누락 유무를 확인하였다.

Fig. 8. Yangyang KRS decode result of RM message.

4. 결론

KRS SAT#1은 약 2개월 동안 CMS에서 KRS 및 S/S 모니터링 및 제어가능여부를 확인했고 최종적으로 2020년 12월 17일 완료되었다. 현재도 실시간으로 CMS를 통해 KRS OPERATIONAL 운용모드 유지 및 S/S 모니터링을 위해 주기적인 점검 및 펌웨어 업데이트 하고 있다. 향후 개발중인 KASS 구성품이 완료되면 SAT#2 및 SAT#3를 통해 KASS 시스템 검증을 성공적으로 완수하고 인증을 위한 준비를 마친 후 최종 항공용서비스를 제공할 예정이다.