거리측정장치

3. 정확도

DME 지상국의 정확도는 185m(±0.1 해리)이다.^[8] DME는 항공기 안테나와 DME 트랜스폰더 안테나 사이의 물리적 거리를 제공하며, 이 거리는 종종 '사선 거리'라고 불린다. 사선 거리는 트랜스폰더 위의 항공기 고도와 그 사이의 지상 거리에 따라 삼각함수적으로 달라진다.

예를 들어, 약 1851.96m 고도에서 DME 스테이션 바로 위에 있는 항공기는 DME 판독값에 1nmi로 표시된다. 이는 항공기가 기술적으로 1마일 떨어진 곳에 있지만, 수직으로 1마일 위에 있기 때문이다. 사선 거리 오차는 DME 스테이션에 가까울수록, 그리고 고도가 높을수록 커진다.

무선 항법 보조 장치는 국제 표준, FAA,^[9] EASA, ICAO 등에 의해 정해진 일정 수준의 정확도를 유지해야 한다. 이를 위해 항공 검사 기관은 적절한 장비를 갖춘 항공기를 사용하여 주기적으로 중요한 매개변수를 확인하여 DME 정밀도를 보정하고 인증한다.

ICAO는 측정된 거리의 0.25 해리 + 1.25%의 합보다 적은 정확도를 권장한다.

4. 하드웨어

DME 시스템은 항공기의 UHF(L-밴드) 송수신기(인터로게이터)와 지상의 UHF(L-밴드) 수신기/송신기(트랜스폰더)로 구성된다.

5. 주파수 및 채널

DME 주파수는 VOR 주파수와 쌍을 이루며, DME 인터로게이터는 관련 VOR 주파수를 선택하면 해당 DME 주파수로 자동 튜닝되도록 설계되었다. 항공기의 DME 인터로게이터는 1025~1150 MHz의 주파수를 사용하며, DME 트랜스폰더는 962~1213 MHz 범위의 채널로 전송하고 1025~1150 MHz 사이의 해당 채널로 수신한다.

해당 대역은 인터로게이션용 126개 채널과 응답용 126개 채널로 나뉘며, 인터로게이션 및 응답 주파수는 항상 63 MHz의 차이를 보인다. 각 채널의 간격과 대역폭은 1 MHz이다. X 및 Y 채널은 DME 펄스 쌍의 개별 펄스 간격에 따라 구분되며, X 채널은 12 마이크로초, Y 채널은 30 마이크로초 간격이다.^[1]

DME 시설은 1,350 Hz 모스 부호 세 글자 식별자를 사용하여 자체 식별을 한다. VOR 또는 ILS와 함께 배치된 경우, 상위 시설과 동일한 식별 코드를 갖게 된다. 또한 DME는 상위 시설의 식별자 사이에서 자체 식별을 하며, VOR 또는 ILS 로컬라이저의 1,020 Hz 톤과 구별하기 위해 1,350 Hz로 설정된다.

DME 채널은 쿼리 주파수, 쿼리 펄스 간격, 응답 주파수 및 응답 펄스 간격의 조합으로 정의되며, 1X, 1Y, 2X, 2Y, ... 126X, 126Y로 표시된다. X 채널은 쿼리 및 응답 펄스 쌍이 12마이크로초 간격으로, Y 채널은 쿼리 펄스 쌍이 36마이크로초, 응답 펄스 쌍이 30마이크로초 간격으로 배치된다.

총 252개의 주파수가 DME 쿼리 및 응답에 대해 정의되지만, 모두 사용되지는 않는다. 쿼리 주파수는 962, 963, ... 1213 메가헤르츠이며, X 및 Y 채널에 동일하다. 응답 주파수는 쿼리 주파수보다 63 메가헤르츠 낮거나 높으며, X 및 Y 채널, 그리고 1-63 및 64-126번 채널에 따라 다르게 설정된다.

이차 감시 레이더 (SSR) 시스템 및 GPS L5 주파수 보호를 위해 1030, 1090, 1176.45 메가헤르츠를 중심으로 할당 '홀'이 존재하며, 이는 사용 가능한 주파수에서 약 60 메가헤르츠를 제거한다.

마이크로파 착륙 시스템의 구성 요소인 정밀 DME (DME/P)는 Z 채널에 할당되며, Y 채널과 다중화되어 채널 계획에 실질적인 영향을 미치지 않는다.

DME 채널은 숫자와 X, Y의 조합으로 1X부터 126Y까지 126×2 채널이 사용되며, 17X부터는 VOR/ILS에도 같은 채널 번호가 할당된다.

• 파장: UHF 대역 사용
• 주파수: 인터로게이터와 트랜스폰더는 항상 63MHz 차이로 응답한다.
• 인터로게이터: 1,025 - 1,150MHz
• 트랜스폰더: 962 - 1,213MHz
• 채널 폭: 100kHz

5. 1. 일본의 DME 주파수 할당

6. DME 트랜스폰더 유형

미국 연방항공청(FAA)은 착륙 시스템과 관련된 트랜스폰더를 제외한 세 가지 유형의 DME 트랜스폰더를 설치했다.^[10]

많은 경우 가시선 차단에 따라 운영 제한이 있으며 실제 성능은 다를 수 있다.^[10] 미국 항공 정보 매뉴얼은 고고도 DME 트랜스폰더를 언급하며 "신뢰할 수 있는 신호는 가시선 고도에서 199nmi까지 수신될 수 있다"고 명시하고 있다.

ILS 또는 기타 계기 접근 방식과 관련된 DME 트랜스폰더는 특정 활주로의 접근(한쪽 또는 양쪽 끝) 중에 사용하도록 설계되었다. 일반적인 항법에는 사용할 수 없으며 최소 범위나 고도가 지정되어 있지 않다.

7. 미래 전망

DME의 새로운 역할은 DME/DME 지역 항법(RNAV)이다.^[6][7] VOR에 비해 DME의 전반적으로 우수한 정확도 덕분에, 두 개의 DME를 사용하여 항법(삼변측량/거리 사용)을 하는 것은 VOR/DME를 사용하는 항법(방위각/거리 사용)으로는 불가능한 운용을 가능하게 한다. 그러나 항공기에 RNAV 기능이 있어야 하며, 일부 운용에는 관성 기준 장치가 필요하다.

2020년, 한 회사가 '5세대 DME'를 선보였다. 기존 장비와 호환되면서도 DME/DME 삼각 측량을 사용하여 최대 5미터까지 정확도를 높였으며, 추가적인 개선을 통해 3미터까지 정확도를 더욱 향상시켰다. 3미터 장비는 유럽의 SESAR 프로젝트의 일부로 고려되고 있으며, 2023년까지 배치가 가능할 것으로 보인다.

21세기 들어 항공 항법은 위성 유도에 점점 더 의존하게 되었다. 그러나 지상 기반 항법은 다음 세 가지 이유로 계속 유지될 것이다.

• 위성 신호는 매우 약하고, 스푸핑될 수 있으며, 항상 사용 가능한 것은 아니다.
• 유럽 연합 규정에 따라 회원국은 지상 기반 항법 보조 장치를 유지 관리해야 한다.
• 주권 의식, 즉 자국 항법 수단에 대한 통제권. "일부 국가들은 자국 영토의 항법을 자신들이 통제하는 수단에 의존하길 원한다. 그리고 모든 국가가 미국 GPS나 유럽 갈릴레오와 같은 자체 위성군을 보유하고 있는 것은 아니다."

참조

_[1] 간행물 Annex 10 to the Convention on International Civil Aviation, Volume I – Radio Navigation Aids International Civil Aviation Organization
_[2] 간행물 Minimum Operational Performance Standards for Airborne Distance Measuring Equipment (DME) Operating Within the Radio Frequency Range of 960-1215 Megahertz RTCA
_[3] 간행물 Distance Measuring Equipment (DME)Operating Within the Radio Frequency Range of 960-1215 Megahertz European Union Aviation Safety Agency
_[4] 서적 Handbook of Frequency Allocations and Spectrum Protection for Scientific Uses https://www.nap.edu/[...] National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine 2015
_[5] 웹사이트 Engineer exploded myths in many fields http://www.smh.com.a[...] 2013-01-09
_[6] 간행물 U.S. Terminal and En Route Area Navigation (RNAV) Operations Federal Aviation Administration
_[7] 문서 DME/DME for Alternate Position, Navigation, and Timing (APNT) https://www.faa.gov/[...] Federal Aviation Administration
_[8] 웹사이트 2001 Federal Radionavigation Systems http://www.navcen.us[...] 2001-12
_[9] 웹사이트 U.S. National Aviation Standard for the VOR/DME/TACAN Systems http://www.faa.gov 1982-09-02
_[10] 문서 Aeronautical Information Manual http://www.faa.gov/a[...] Federal Aviation Administration 2017-10-12
_[11] 뉴스 Thales Introduces Fifth-Generation DME https://aviationweek[...] Aviation Week & Space Technology 2020-03-11
_[12] 문서 DMEとVORの地上局は2つが1つの施設に収容されていることが多く、図ではそういった共用局を示す。
_[13] 서적 航空電子・電気設備 社団法人日本航空技術協会 2008-03-31