earticle

영어

The purpose of this study is to analyze the structural and radio environmental constraints that occur when monitoring and reconnaissance drones are operated in urban areas and to present effective operation plans accordingly. To this end, the utilization plan of spatial information systems (Terra-GIS, land information platform, V-WORLD, etc.) for securing altitude in urban areas was summarized, and as an actual example, altitude data of high-rise buildings in Seo-gu, Daejeon were collected and flight path simulation was performed based on this. In addition, actual flights were conducted to measure the radio environment around the Daejeon Government Complex, and frequency spectrum environment measurement results were conducted for the broadcasting station area where frequency interference problems were identified. As a result of the measurement, communication instability in the 2.4 GHz and 5.8 GHz ISM bands occurred due to the influence of frequency and electromagnetic field (EMI), resulting in failure of reconnaissance flights and RTH (Return to Home) phenomena. Through this study, optimization of flight paths based on altitude information, application of frequency interference avoidance technology, and securing real-time communication stability were derived as key factors when operating drones in urban areas, and it was suggested that operation centered on rotorcraft drones and integrated control based on GCS are realistic alternatives. This study can be used as practical basic data for the operation strategy of reconnaissance drones and communication technology design when performing surveillance and reconnaissance missions in urban areas in the future.

한국어

본 연구는 도시지역에서 감시정찰드론을 운용할 때 발생하는 도시구조적·전파환경적 제약요인을 분석하고, 이에 따른 효과적인 운용방안을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 도시지역의 고도정보 확보를 위한 공간정보시스템(Terra-GIS, 국토정보플랫폼, V-WORLD 등)의 활용 방안을 정리하고, 실제 사례로 대전 서구 일대 고층건물의 고도데이터 수집하고, 이를 기반으로 비행경로 시뮬레이션을 수행하였다. 또한, 대전정부청사 일대 전파환경 측정을 위해서 실제 비행을 진행하였으며, 주 파수 간섭 문제점이 식별된 방송국 일대에 대해서는 주파수 스펙트럼 환경측정을 진행하였다. 측정결과 방송국과 송신소 주변 에서 발생하는 주파수와 전자기장(EMI)의 영향으로 2.4GHz 및 5.8GHz ISM 대역에서의 통신 불안정성이 발생했으며, 이로 인한 정찰비행 실패와 RTH(Return to Home) 현상이 발생하였다. 이 연구를 통해서 도시지역에서 드론 운용 시 고도정보를 기반으로 한 비행경로 최적화, 주파수 간섭 회피기술 적용, 실시간 통신 안정성 확보가 핵심 요소로 도출되었으며, 회전익 드 론 중심의 운용과 GCS 기반의 통합 제어가 현실적인 대안임을 제시하였다. 본 연구는 향후 도시지역 감시정찰 임무 수행 시 정찰드론의 운용전략 수립 및 통신기술 설계에 실질적인 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.