• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권10호
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• pp.2544-2560
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• 2013

As a cornerstone of the next generation air traffic management (ATM), automatic dependent surveillance-broadcast (ADS-B) system can provide continual broadcast of aircraft position, identity, velocity and other messages over unencrypted data links to generate a common situational awareness picture for ATM. However, since ADS-B messages are unauthenticated, it is easy to insert fake aircrafts into the system via spoofing or insertion of false messages. Unfortunately, the authentication for ADS-B messages has not yet been well studied. In this paper, we propose an efficient broadcast authentication scheme with batch verification for ADS-B messages which employs an identity-based signature (IBS). Security analysis indicates that our scheme can achieve integrity and authenticity of ADS-B messages, batch verification, and resilience to key leakage. Performance evaluation demonstrates that our scheme is computationally efficient for the typical avionics devices with limited resources, and it has low communication overhead well suitable for low-bandwidth ADS-B data link.

• 한국항공운항학회지
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• 제18권2호
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• pp.9-15
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• 2010

ADS-B(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) has been recognized as a key component of Surveillance and ATM in CNS/ATM System. In addition to providing surveillance for air traffic control(ATC), ADS-B also supports airborne applications such as enhanced traffic situational awareness through the display of other aircraft to pilots and flight crew. It provides the real-time and same air traffic information to pilots in the aircraft cockpit, air traffic controllers in tower and surface vehicles on the ground at the same time. Aircraft Cockpit Display Unit will display the given information precisely and accurately. This paper describes progress in the development of a Cockpit Display with ADS-B data that enable pilots to acquire, verify and maintain pre-defined spacing intervals from other aircraft for general aviation and small regional aircraft. The designed display provides analogous information in the form of traffic position, range, and ground speed, etc.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.403-410
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• 2015

ADS-B는 레이더에 비하여 높은 정확도와 빠른 갱신 주기를 제공하여, 레이더를 대체하거나 보완할 수 있는 기술이다. 최근 증가하는 항공교통량과 이에 따른 정확한 감시의 요구에 의하여 ADS-B가 실제 항공기 운영에 적용되고 있다. 본 논문은 항공기가 운항 중 상시 송신하는 ADS-B 신호를 활용한 공한 인근 지역에서 정밀 감시가 가능한지 확인하기 위한 자료 수집과 일부 데이터에 대한 분석을 수행하였다. 이를 위하여 정밀계기 착륙 접근하는 항공기의 ADS-B 항적을 수집하고, 최종접근 구간에서 항적의 분포 특성에 관한 분석을 수행하였다. 분석결과 ADS-B 항적은 활주로 중심선 연장선에 대하여 평균 이격 거리 -0.04 m, 표준편차 6.71 m이고, 또한 비교적 정확한 감시정보의 제공이 가능함을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_4호
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• pp.1879-1887
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• 2022

본 연구에서는 KOMPSAT-3 위성에서 촬영된 항공기의 속력과 고도를 추정하는 방법을 제안하였다. 이를 위해 KOMPSAT-3 위성의 촬영 방식, 센서의 구조, 그리고 위성의 궤도에 따른 움직임으로 인해 생기는 시차 효과와 이로 인한 밴드 간 촬영 시차인 Time Offset을 계산하였으며, 이 과정에서 고속도로 위를 달리는 화물차를 이용하였다. 또한, 제안 기법에서는 영상 내 항공기 위치의 좌표를 이용해 항공기의 이동 방향, 시차 효과로 인한 이동 방향 등을 계산하였으며, 메타데이터로부터 KOMPSAT-3 위성의 자세 정보를 계산하여 항공기의 속력 및 고도를 추정하였다. 제안 기법을 통해 추정된 값을 automatic dependent surveillance-broadcast (ADS-B)에 기록된 항공기의 속력 및 고도 값과 오차율을 이용하여 비교한 결과, 대형 항공기(I1, I3, S2)에서의 오차율이 경비행기(I2, S2)의 오차율보다 낮아 제안 기법을 이용해 추정한 항공기의 속력과 고도 값이 대형 항공기에서 비교적 높은 정확도를 갖는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.552-560
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• 2023

항공기 공중 충돌사고는 대규모 인명 피해를 초래할 수 있는 위험한 사건이다. 이를 예방하기 위해 민간 항공에서는 TCAS(traffic alert and collision avoidance system) 장착을 의무화하였으며, 새로운 기술의 도움을 받아 더욱 정밀하게 발전하고 있다. 한국에서 개인적으로 TCAS 연구를 위한 데이터를 수집하는데는 절차적인 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해 ADS-B(automatic dependent surveillance-broadcast)와 Mode-S(mode-select)를 활용하면 TCAS RA(resolution advisory)의 정보 획득이 가능하다. ADS-B Exchange와 Opensky-Network에서 보관중인 데이터베이스를 제공받아 연구에 활용하였으며, 3건의 TCAS RA 발생 사례를 시각화하였다. 또한 2023년 전반기 국내 TCAS RA 발생사례를 분류한 후 그 특징을 분석하였다. 이를 통해 ADS-B와 Mode-S 데이터의 유효성을 확인하고, 발전방향을 모색하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.167-174
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• 2016

활주로 및 유도로는 항공기가 이착륙하기 위한 기본 시설로서, 활주로 처리 용량은 공항의 수용 능력을 결정하는 주요 지표 중 하나이다. 항공기의 활주로 점유 시간은 이러한 활주로 처리 용량에 영향을 미치는 요소이다. 활주로 점유시간 확인을 위해서는 공항의 지상 감시 항적자료를 분석하여 항공기가 사용한 유도로를 확인하고 각 지점의통과 시간을 측정하는 것이 일반적인 방법이다. 본 연구는 항공기에서 송신하는 ADS-B 메시지를 이용한 착륙 항공기의 활주로 점유 시간에 대한 연구로 착륙 항공기의 활주로 점유 시간에 대한 분석과 고속 탈출 유도로를 포함한 활주로 사용 이력에 대한 분석을 수행 하였다. 분석 결과 공항의 구조로 인하여 동일한 활주로를 사용할 때에도 착륙 방향과 항공기 등급에 따라 활주로 점유시간이 차이가 나는 것을 확인하였다. 또한 분석된 활주로 점유시간은 항공교통시뮬레이션을 위한 기본 자료로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국항행학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.611-618
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• 2012

국제민간항공기구(ICAO)는 급증하는 항공교통 수요에 대비하고자 위성항법과 데이터 통신 기술이 접목된 차세대 항행시스템 CNS/ATM의 도입을 권고하고 있다. 차세대 항행시스템은 통신, 항법, 감시 및 교통관리로 구성되어 있다. 이중 감시 분야에 대해서는 ADS-B 정보를 바탕으로 한 CDTI가 구축이 되어 지고 있으며, 항공기 조종사, 항공교통관제사, 지상 이동체의 운용자 등에게 항공교통정보를 공유할 수 있는 장치이다. 본 논문에서는 CDTI를 통해 조종사와 관제사 사이에 어떠한 효과가 있는지 알아보기 위한 연구이다. 실제 조종사와 관제사 사이에 주고받은 ATC통신 내역을 바탕으로 시뮬레이션 환경을 구축하여 비교분석을 하였으며, 분석 결과 CDTI를 사용할 경우 ATC 환경과 기존레이더 체계보다 항공기 식별부호, 위치, 고도 정보 인식률이 향상 되는 것을 확인하였고, 조종사와 관제사의 항공교통정보 인식이 개선되어짐을 확인을 하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권12호
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• pp.6243-6259
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• 2019

As a foundation of next-generation air transportation systems, automatic dependent surveillance-broadcast (ADS-B) helps pilots and air traffic controllers create a safer and more efficient national airspace system. Owing to the open communication environment, it is easy to insert fake aircraft into the system via spoofing or the insertion of false messages. Efforts have thus been made in academic research and practice in the aviation industry to ensure the security of transmission of messages of the ADS-B system. An identity-based batch verification (IBV) scheme was recently proposed to enhance the security and efficiency of the ADS-B system, but current IBV schemes are often too resource intensive because of the application of complex hash-to-point operations or bilinear pairing operations. In this paper, we propose a lightweight IBV signature scheme for the ADS-B system that is robust against adaptive chosen message attacks in the random oracle model, and ensures the security of batch message verification and against the replaying attack. The proposed IBV scheme needs only a small and constant number of point multiplication and point addition computations instead of hash-to-point or pairing operations. Detailed performance analyses were conducted to show that the proposed IBV scheme has clear advantages over prevalent schemes in terms of computational cost and transmission overhead.

• 한국항공운항학회지
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• 제29권4호
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• pp.37-44
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• 2021

In case of South Korea, the airspace which airlines can operate is extremely limited due to the military operational area located within the Incheon flight information region. As a result, safety problems such as mid-air collision between aircraft or Traffic alert and Collision Avoidance System Resolution Advisory (TCAS RA) may occur with higher probability than in wider airspace. In order to prevent such safety problems, an mid-air collision risk detection model based on Detect-And-Avoid (DAA) well clear metrics is investigated. The model calculates the risk of mid-air collision between aircraft using aircraft trajectory data. In this paper, the practical use of DAA well clear metrics based model has been validated. Aviation safety data such as aviation safety mandatory report and Automatic Dependent Surveillance Broadcast is used to measure the performance of the model. The attributes of individual aircraft track data is analyzed to correct the threshold of each parameter of the model.

• 한국항행학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.313-320
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• 2010

21C세기 항공교통량의 급속적인 증가에 대비하여, 국제민간항공기구(ICAO)는 1980년대부터 새롭게 개발된 CNS/ATM 시스템에 대한 연구를 시작하였고, 2010년 이후에는 기존의 항공운항 시설로는 폭발적으로 증가하는 교통량을 해결하지 못할 것으로 예상하고 있다. 이러한 이유로 새로운 CNS/ATM 시스템이 추후에 국제 표준 시스템이 될 것이다. CNS/ATM 시스템의 감시 및 감독의 중요한 역할을 담당한 ADS-B는 항공기 조종사, 지상의 항공교통관제사, 그리고 지상 이동체의 운용자 등에게 항공교통정보를 실시간으로 정보를 공유하는 것이다. 제공된 정보는 MFD를 통하여 정확하게 디스플레이하게 된다. 본 논문에서는 새로운 CNS/ATM을 제공하는 MFD 시스템을 개발하였고, 성능을 검증하기 위해서 테스트베드를 구성하였고 우수한 성능을 확인하였다.