항공 교통 관제
항공 교통 관제(航空交通管制, , ATC)는 비행 중인 항공기와 지속적인 교신을 통해 항공기의 이착륙 등을 통제하여 항공기 간의 충돌을 막고 안전한 비행을 유도하는 업무를 말한다. 항공 교통 관제의 주 업무는 비행기들의 충돌을 예방하고, 하늘길의 교통을 원활히 하며, 파일럿들에게 정보를 제공하는 것이다. 일부 국가에서는(특히, 미국, 브라질) 항공 교통 관제가 보안 또는 국방의 역할을 수행하기도 한다.
두 비행기의 충돌을 막게 도와주는 행위를 분리(Separation)라고 한다. 이것은 두 비행기가 측면, 대각, 옆면에서 충돌하는 것을 예방하는 행위이다. 요즘 신형비행기들은 항공 교통 관제 타워의 지시와 명령을 더 쉽게 따르기 위해 충돌 방지 시스템이란 장치를 달고 나온다. 항공 교통 관제 타워는 비행기들의 충돌을 막는 일 외에 파일럿들에게 정보를 주거나, 날씨나 네비게이션 정보를 주기도 한다.
대부분의 나라에서 ATC 서비스는 상공의 대부분에 걸쳐 제공되고, 서비스는 모든 이가[1] 이용할 수 있다. 컨트롤러가 일부 또는 모든 항공기 분리에 대한 명령을 내릴 경우의 상공을 '통제상공'이라고 한다. 이는 컨트롤러의 제한을 받고 있지 않은 비통제 상공과 상반되는 뜻이다.
비행기의 종류와 영공의 급에 따라, 항공 교통 관제 타워는, 파일럿들에게 따라야 할 지침을 내리거나 일부 국가에서 항공조언으로 통용되는 항공편 정보를 제공하기도 한다.
그러나 모든 경우에, 조종사가 비행의 안전에 대한 최종 책임을 가지고 있으며, 긴급 상황에서는 항공 교통 관제탑의 지시에서 이탈할 수도 있다.
항공 교통 관제는 주로 영어나 관제탑이 있는 나라의 언어로 진행된다. 관제탑이 있는 지역의 언어가 사용되지만, 관제탑 직원은 반드시 영어를 할 줄 알아야 한다.
가까운 공항 환경을 제어하는 기본적인 방법은 공항 교통 제어 타워에서의 시각적 관측이다. 항공 교통 관제탑은 공항 부지에 위치한 건물이다. 공항이나 타워 컨트롤러가 공항 근처 에어 제어를 효율적으로 하기 위해, 운동 항공기 및 공항 자체의 택시 정류장, 활주로 내 운영 차량 및 항공기를 관리하며 그 책임은 일반적으로 5-10해리(3.7-9.2 km)로 이에 따라 공항 수속 절차를 밟는다.
레이다 디스플레이는 일부 공항에서 관제탑에서 사용할 수 있다. 컨트롤러라 불리는 관제탑 관계자들이 보조 감시 레이다라는 것을 비행기 출항 때 사용할 수 있다. 이러한 디스플레이는 지역의 지도, 각종 항공기의 위치, 데이터 항공기 식별, 속도, 방향, 그리고 지역 정보들을 모두 포괄한다.
관제탑은 주로 세가지 영역을 책임지고 있는데, 그것은 로컬 컨트롤이나 에어 제어, 그라운드 제어 및 비행 데이터 / 통관 이 세 가지이다.
그라운드 컨트롤은 주로 공항 내의 움직임을 담당하는 역할을 한다. 이런 것들에는 주로 공항의 내 택시 정류장이나, 활주로, 비행기 대기장 등이 있다, 또한 항공기가 도착하는 교차로나 활주로 그리고 출발 게이트를 관리하기도 한다. 정확한 지역 및 제어 책임은 명확하게 문서 및 각 지방 공항에서 협정에 정의되어 있다. 모든 항공기, 차량 또는 도보로 이 분야에서 일하는 사람은 그라운드 컨트롤로부터 허가를 받아야 한다. 이것은 일반적으로 VHF / UHF 무전기를 통해 이루어지지만, 다른 프로세스를 사용하는 특별한 경우가 간혹 있다. 대부분의 항공기나 공항에 있는 차량들은 라디오를 탑재하고 있다. 라디오가 탑재되어 있지 않은 항공기 또는 차량은 광신호를 통해 관제탑의 지시에 응답해야 한다. 다른 라디오와 차량의 도움을 받기도 한다. 공항에서 일하는 사람들은 관제탑과 계속 연락을 취하기 위해 손에 라디오나 헤드폰을 들고 다니기도 한다. 그라운드 컨트롤은 항공기의 원활한 운행을 위해서 필수적이다.
일부 더 활성화된 공항에서는 공항 표면 운동 관제 레이다가 설치되어 항공기와 공항 내의 차량의 움직임을 관리한다. 이 레이다는 주로 시야와 시력이 줄어드는 야간에 사용된다. 이 시스템은 현재 계속 현대화 되고 있으며, 다양한 기능이 추가되고 있다. 이전 시스템은 인터페이스나, 지도, 레이저 타깃 그리고 데이터를 와 안정한 항로를 표시한다.
지역 조정("타워"또는 "타워 제어"로 조종사들에게 알려짐)는 활성 활주로 표면에 대한 책임을 총괄하고 있다. 로컬 제어는 항공기의 이착륙을 제어한다. 로컬 제어실에서 위협을 감지하면, 착륙 항공기 조종사에게는 "이동 - 주위"로 명령을 내릴 수 있으며 접근 또는 터미널 지역 컨트롤러에 의해 방문 패턴을 다시 조정할 수도 있다. 항공 교통 관제탑 내에서 로컬 제어와 지상 관제 사이에 높은 커뮤니케이션 과정은 매우 필요한 것이다. 그라운드 컨트롤러들은 항공기 또는 차량이 활주로를 건너게 하기 위해 로컬 제어의 승인을 요청하고 얻을 수 있어야한다. 마찬가지로, 로컬 컨트롤 그라운드 컨트롤러들이 텍시길에 영향을 미치기도 한다. 어떤 작업이 진행되고 있는지 확인하고, 활주로를 교차할 수 있도록 텍시길 트래픽을 허용하도록 "공백"또는 도착 트래픽에 "공백"을 만들 수있는 접근 레이다 컨트롤러와 작업해야 하며 이륙하는 항공기의 출항을 허락하는 역할을 한다.
정확한 전달이란 비행기에게 정확한 정보를 전달해 주는 것을 뜻하며 특히 텍싱을 하기 전에 전달하는 것을 뜻한다. 이것은 항공기가 출발 후 비행할 것으로 예상되는 노선의 세부 사항을 포함한다. 바쁜 공항은 교통 관리 코디네이터에서 통관 전달하거나, 필요한 경우에 항공기에 대한 자료를 얻기 위해 경로 센터와 국가 명령 센터 또는 흐름 제어 센터와 협력을 취하기도 한다. 그러나 종종 이러한 자료가 자동으로 주어지거나 허용 지역 협정에 의해 '자유 흐름' 출발을 제어한다.
날씨가 매우 안 좋거나 영공 사용 금지에 대한 특별한 지시가 있을 경우 지상 "중지"[2]하거나, 다시 노선의 시스템이 과부하가 나지 않도록 할 수 있다. 통관 전달의 주된 업무는 비행기가 적절한 경로와 슬롯 시간을 확인하는 것이다. 이 정보는 비행기가 명령 센터에서 제공하는 슬롯 시간을 적당한 시간에 활주로에 도달하는 것을 보장하기 위해 비행 센터와 그라운드 컨트롤러에 의해 조정된다. 일부 공항에서는 통관 및 전달자들이 그라운드 운동 도우미로 알려져 있는데 엔진 계획 및 공항내 교통체증 (특히 택시 관련)을 막는 역할을 하기도 한다.
대부분의 공항들은 공항과 연결된 레이다 시설들을 갖추고 있다. 대부분의 나라에서 이것들은 단말 관리라고 일컫는다. 특히 미국에서는 이것을 트라콘이라고 한다. 대부분의 공항에서 이 시설들이 공항에서 반경 56-93km 이내를 관장한다. 특히, 분주한 공항들이 많은 지역에선 한 지정된 트라콘이 여러 공항들에게 서비스를 제공한다. 트라콘의 관리 반경은 공항마다 다른데, 지형, 주변에 공항 상황 그리고 교통 상황에 따라 그 범위가 결정된다. 제일 큰 범위를 가진 곳은 런던 공항인데 무려 190km의 반경을 범위로 가진다.
터미널 컨트롤러는 자신의 영공 내 모든 관제 서비스를 제공하고 있다. 교통 흐름이 크게 출발, 도착, 그리고 비행으로 나뉘어 있다. 비행기가 터미널 밖으로 이동하면, 그들은 다음 적절한 제어 설비 (컨트롤 타워 엉 - 경로 제어 시설, 또는 경계 터미널이나 접근 제어)센터로 작업을 넘긴다. 터미널 제어실은 비행기가 적절한 위치에 있고 적절한 곳에 이륙하는지를 감시해야 하는 의무가 있다.
모든 공항에 터미널이나 레이다 시설이 있는 것은 아니다. 이런 경우에는 인 루트 시설이나 주변에 있는 공항의 컨트롤러가 이 공항의 착륙을 관리한다. 그리고 일부 공항에선 비-레이다 서비스를 제공하기도 하며, 터미널 전용 접근 장치를 이용하기도 한다.
정기편에 대해서는 일상 비행계획을 자기(磁氣) 테이프에 넣어 두고, 매일 컴퓨터에 의하여 운항계획을 작성한다. 또한 예정 변경분과 부정기분은 그때마다 전달한다.
컴퓨터는 비행계획 중에서 출발예정 30분 전의 것을 찾아내어 출발허가를 해도 좋은가의 여부, 이를테면 이상접근(異狀接近)의 유무 등을 조사한 다음 출발표를 만들어 관제관(管制官)에게 준다. 관제관은 출발표에 따라 출발허가 지시의 허가를 내린다. 출발 예정시간 10분 이상을 경과한 것에 대해서는 컴퓨터가 그 이유를 통보한다.
앞의 항공기가 이륙한 시각을 컴퓨터에 알리면 후속분의 출발표를 작성한다.
항공기로부터 수신한 위치통보점 통과의 보고 내용을 컴퓨터에 넣어 주면 이상접근 체크를 하게 된다. 이상이 없으면 이후의 예정 시각을 계산하여 기록을 한다. 이상이 있으면 지체 없이 관제관에게 통보한다. 위치통보점 통과 예정 시각을 5분 초과해 연락이 없을 경우에도 늦어지게 된 이유를 관제관에게 통보한다.
컴퓨터에 기억시켜 둔 내용에서 비행장 도착 예정 15분 전의 것을 발견하여 관제관에게 알린다. 예정보다 30분 경과한 것에 대하여도 그 이유를 관제관에게 알린다.
관제관이 관제탑에서 착륙 통보를 받고, 이것을 컴퓨터에 넣어 주는 것으로 비행은 완료한다.
컴퓨터가 담당하는 항공관제업무의 요구사항은 다음과 같다.
모든 문의에 관한 처리를 즉각적으로 행하지 않으면 안 된다. 기본이 되는 시간을 체크하기 위하여 적어도 1분에 한 번 정도 컴퓨터가 현상의 변화에 대하여 기억내용을 조사할 필요가 있다. 운항계획과 항공로(航空路) 등을 기억하기 위해서는 대용량의 기억장치가 필요하다. 빈번히 정보를 넣고 빼기 때문에 기억내용을 신속하게 집어내지 않으면 안 된다. 1일 24시간 내내 가동하지 않으면 안 된다. 관제관과의 대화에 필요한 특수 문의장치가 필요하다는 등의 조건
이를 위해서는 리얼 타임 컴퓨터(real time computer)에 의한 처리가 적당하다.
지상 기지국에는 다음과 같은 시설들이 설치되어 있다.
NDB(Non-Directional Beacon): 200kHz(으)로부터 415kHz의 주파수를 사용해 AM전파를 발사하고 위치를 알리는 시설이다. 모르스 부호로 문자의 식별 부호를 전파에 실어 송신하는 것으로 어느 곳으로부터 NDB의 전파인지를 용이하게 식별할 수 있도록 하고 있다. VOR(VHF Omni-directional (radio) Range) DME(Distance Measuring Equipment) TACAN(Tactical Air Navigation System) VOR/DME: VOR과 DME를 동시에 설치한 것으로 문자로 나타내지는 식별 부호의 알파벳 말미는 원칙으로서 E다. VORTAC: VOR과 TACAN을 인접해 설치한 것으로 문자로 나타내지는 식별 부호의 알파벳 말미는 원칙으로서 C이다. DME와 TACAN의 거리 측정 신호는 호환성이 있기 위해 VORTAC으로부터의 신호는 VOR/DME에 의한 민간기와 TACAN에 의한 군용기의 양쪽 모두를 이용할 수 있다. ILS (Instrumental Landing System) 레이다 주 레이다는 주로 비행 중의 항공기의 위치와 고도를 파악하기 위해서 이용된다. 공항 감시 레이다(ASR, Airport Surveillance Radar)는 공항으로부터 60마일 이내의 공역에 있는 항공기의 위치를 탐지해서 출발기나 진입기의 유도, 항공기의 관제 간격의 설정 등을 수행한다. 보조 감시 레이다(SSR, Secondary Surveillnace Rader)는 항공기에 탑재한 ATC 트랜스폰더와 교신하고 편명(모드 A)와 고도(모드 C)를 얻는 레이다이고 물건 펄스 측각 방식에 의해서 모드 A/C의 정보 이외에 거리와 방위도 동시에 알 수 있다. 공항 지상탐지 레이다(ASDE, Airport Surface Detection Equipment)는 공항 지표면의 항공기나 차량등의 움직임을 감시한다. 매우 짧은 파장의 전파를 이용한 고분해가능 레이다로 레이다 화면상에는 항공기의 형태가 분명히 나타난다. 시야가 좋지 않을 때나 야간의 관제 업무에 사용한다. 정측진입 레이다(PAR, Precision Approach Radar) 항공로 감시 레이다(ARSR, Air Route Surveillance Rader)