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나도 드론을 배우고 싶다- ⅩⅤ

드론 비행을 본격적으로 시작하기 전에 꼭 알아야할 기본적인 사항

서울 서대문소방서 허창식 | 기사입력 2022/01/20 [10:00]

나도 드론을 배우고 싶다- ⅩⅤ

드론 비행을 본격적으로 시작하기 전에 꼭 알아야할 기본적인 사항

서울 서대문소방서 허창식 | 입력 : 2022/01/20 [10:00]

<지난 호에서 연결되는 내용입니다.>

 

8. 지구자기장(우주기상)

9) 지구자기장 교란 예경보 확인 시 참고해야 할 사항  

▲ 예경보 알림서비스 신청

▲ 이메일로 받아본 우주전파환경 27일 예보


현재 국립전파연구원 우주전파센터 홈페이지에서는 지구자기장 교란 지수를 1, 3, 27일 예보로 확인할 수 있다. 예경보 알림 서비스를 신청할 경우 태양 활동에 따른 예경보 발령 정보를 개인 이메일과 SMS로 받아볼 수 있다.

▲ 지구자기장 관측이나 예보지수는 3시간 단위로 표시한다. 관측ㆍ예보지수가 양호하다 해도 6시간 전의 관측지수와 6시간 후의 예보지수가 높다면 지구자기장 교란에 대비하는 게 좋다.


그리고 지구자기장 교란 지수 예경보 중 27일 예보보다 3일 예보 정보가 정확하기 때문에 새로운 정보가 업데이트될 때마다 반드시 추가로 확인하는 게 좋다. 비행 당일의 경우 1일 예보와 관측지수를 보고 최종판단해야 한다.

10) 만약 지구자기장 교란 시에도 꼭 비행해야 하는 긴급한(업무) 상황이라면? 

사실 지구자기장 교란에 완벽히 대비해 비행하는 방법은 없다. 지난 호에서도 언급했듯이 Kp 지수 등급이 높을 경우 비행하지 않는 게 원칙이다.

 

그러나 필자의 경우 지난 6년간 Kp 지수 등급과 상관없이 재난 현장에서 공공목적으로 드론을 운용했다. 재난  현장에서는 인명구조를 위한 정보 취득이 더 시급했기 때문에 지구자기장 교란에 의한 리스크는 후 순위의 참고사항일 뿐이었다. 

 

필자도 운용 초기에는 지구자기장 교란에 의한 기체 이상 증상 경험이 없어 많은 어려움을 겪었다. 하지만 점차 경험이 쌓일수록 자신감과 요령으로 극복할 수 있는 운용 환경 범위가 넓어졌다.

 

지금도 여전히 비행 중 불안감을 완전히 떨쳐낼 순 없지만 발생할 수 있는 상황을 그나마 예상할 수 있어 재난 현장에서 적극적으로 운용을 시도하고 있다.

 

▲ 대형선박 화재 현장에서 실시간 정보를 취득하기 위해 소방드론을 운용하고 있다.

▲ 접근이 어려운 붕괴 현장에서 소방드론이 대원을 대신해 인명검색을 하고 있다.


※ 일반적으로 지구자기장 교란 지수 등급이 높은데도 비행을 시도하는 건 분명 무모한 일이다. 그러나 당장 눈앞에 긴급한 상황에서 리스크를 감수할 만큼 공공의 가치가 있는 상황이라면 비행을 적극적으로 시도할 수밖에 없을 거다.

일단 필자는 긴급한 상황에서 Kp=6등급 이하까지 정상적으로 비행을 시도한다(Kp 지수 등급 기준은 비행 시각 전후 6시간 내 가장 높은 관측지수를 적용).

 

다만 이상 증상 발생을 대비해 비행경로를 미리 계획하고 기체 비행모드 변경 방법 확인(수동, Atti)과 Fail Safe 설정(호버링 또는 착륙)을 주변 운용 환경에 맞게 세팅한다.

 

비행모드 변경 방법을 확인하는 이유는 GPS 오류를 대비해 수동모드로 즉시 전환하기 위해서다. Fail Safe 기능 중 이륙지점 자동복귀 기능은 신호가 끊겨 Fail Safe 모드가 활성화되면 GPS 수신 위치 정보를 기반해 처음 이륙지점으로 자동복귀한다.

 

이로 인해 오히려 기체가 정확하지 않은 복귀 장소로 이동해 분실로 이어질 가능성이 크다. 따라서 Fail Safe 설정을 자동복귀 대신 호버링이나 착륙으로 설정하기도 한다. 

 

Kp=7등급 이상부터는 단순 기능 오류 이외에 기체와 조종기 간 전파 송수신 신호까지 끊길 확률이 높아진다. 그래서 앞서 언급한 주의사항 외에도 광범위한 인명 수색 등 원거리 비행은 절대 하지 않아야 하고 기체의 위치와 방향을 바로 파악할 수 있는 초근접에서만 운용을 시도해야 한다.

 

특히 도심에서 운용할 경우 조종자와 기체 사이에 시야를 가릴 수 있는 장애물을 둬선 안 된다. 위치제어에 이상 증상이 발생한 채로 신호가 끊긴 경우 조종자가 직접 기체 바로 앞까지 신속히 접근해 다시 연결할 수 있도록 대비해야 한다. 만약 그렇지 못하면 기체가 추락할 확률이 매우 높다. 

 

지금 언급한 비행 방법은 지구자기장 교란에 따른 이상 증상이 매우 경미하거나 발생하지 않았을 때 기준이다. 만약 이륙 전 또는 비행 중 기체 위치제어와 전파 송수신 간의 이상 증상은 본인 스스로 판단해야 한다. 발생이 확인되거나 통제가 어려울 땐 즉시 비행을 중단하고 기체를 회수하는 게 좋다.

 

재난 현장에서의 드론 운용은 시간적 여유가 없다. 따라서 지구자기장 교란 시 비행 경험이 전혀 없거나 부족한 경우라면 평소 훈련돼 있지 않아 앞서 언급한 여러 가지 주의사항에 대해 바로 적응하기 쉽지 않을 거다.

 

11) 개인 여가 활동 중 다시 찾아오기 힘든 드론 촬영 기회가 생긴다면?

앞서 긴급한 업무로 비행할 때와 같이 개인 취미 활동으로 드론을 즐길 때도 예보ㆍ관측지수를 확인해 Kp=5등급 이상일 경우 비행계획을 세우지 않는 게 좋다. 하지만 취미로 드론 항공 촬영을 하다 보면 꼭 계획대로 되지 않을 때도 있다.

 

특히 날씨나 시간, 장소 등 드론 촬영을 하기 위한 모든 조건이 맞는 좋은 기회가 생겼는데 마침 지구자기장 교란지수가 높다면 고민이 될 거다.

 

게다가 해외여행 등 다시 찾아오기 어려운 상황이라면 어떨까? 기체 보호나 안전을 위해 촬영을 포기할 건가 아니면 사고 리스크를 안고 원하던 촬영을 시도할 건가? 항공 촬영을 전문으로 하는 조종자일수록 절대 쉽지 않은 선택이다.

 

필자의 경우 해외여행 등 흔치 않은 촬영 기회가 있을 때 사고 리스크가 높은 환경이라도 웬만해선 비행을 강행하는 편이다. 필자에겐 드론이 망가지는 걸 감수하고도 여행지의 멋진 풍경을 촬영하는 게 우선이기 때문이다.

 

주관적인 생각으로 그간의 경험상 드론은 또 사면 되지만 영상 촬영 기회는 다시 쉽게 오지 않는 경우가 많았다. 따라서 필자는 사고가 나더라도 인명피해 확률이 거의 없고 촬영 영상을 회수할 수 있는 환경이라면 대부분 비행을 선택했다. 

 

하지만 사고 발생 시 기체만 파손된다 해도 최소 수십만 원의 손해가 발생하는 만큼 비행 여부는 조종자 스스로 판단해야 한다. 

 

▲ 러시아 바이칼 호수에서의 드론 촬영 사진

 

▲ 바이칼 호수 드론 영상 감상하기

필자가 비행을 강행한다 해도 무조건 대책 없이 비행하진 않는다. 업무상 드론을 운용한 경험을 바탕으로 본격적인 촬영에 앞서 필자만의 비행 루틴이 있다. 그 내용은 아래와 같다.

 

다만 글을 읽기 전 이는 극히 주관적인 내용인 걸 염두에 둬야 한다.

 

그리고 아무래도 비행 과정에 모든 절차와 대응을 글로 설명하는 건 한계가 있으니 지구자기장과 드론 작동원리에 관한 이해가 없다면 절대 따라 해선 안 된다.

 

첫 번째, 시간적 여유를 갖고 비행계획을 세워야 한다. 시간적 여유가 없는 긴급한 업무와 다르게 취미로 비행할 경우 비행을 여유 있게 계획할 수 있다는 게 유일한 장점이다.

 

개인 취미 활동이기 때문에 이 부분이 가장 중요하다고 생각한다. 정신없이 서둘러 촬영하면 인적 오류를 범할 확률이 매우 높다. 따라서 비행ㆍ촬영 준비 과정에서 시간을 충분히 여유 있게 확보하자.

 

두 번째, 전파 출력ㆍ대역을 조절한다. 아무래도 전파 송수신에 간섭이 있을 수 있으므로 문제가 발생하지 않는 선에서 전파 출력과 대역을 설정하는 게 좋다. 

 

세 번째, 조종자는 주변에 장애물이 없는 곳에서 비행한다. 전파신호는 장애물로 인해 가까이에 있더라도 신호가 약해지거나 끊길 수 있어 최적의 장소를 찾는 게 좋다. 주변의 전파 탑이나 고압선, 통신선 등의 위치도 파악해야 한다.

 

네 번째, Fail Safe 기능은 호버링 또는 착륙으로 설정한다. 만약 지구자기장 교란에 영향을 받아 기체와 조종기 간의 신호가 끊기면 GPS 수신 정보도 오류가 발생했을 가능성이 크다. 따라서 Fail Safe 자동복귀 기능이 정상적으로 작동하지 않을 수 있다.

 

물론 기체가 옆으로 흐르는 증상이 나타난다면 호버링도 마찬가지겠지만 자동복귀 기능은 대부분 설정 고도까지 올라간 후 복귀 장소로 이동하는 기능이기 때문에 오류가 발생한 경로를 예상하기 매우 어렵다. 만약 상황에 따라서 착륙하는 게 더 안전하다고 판단되면 착륙으로 설정해도 된다.

 

다섯 번째, 비행 모드를 수동으로 즉시 변경할 수 있도록 스위치를 확인해야 한다. 드론은 대개 GPS 수신을 통해 조종자의 별다른 조작 없이도 기체 스스로 제자리 비행을 할 수 있다. 이를 자동(위치, 자세) 비행 모드라고 한다.

 

그러나 GPS 수신 오류가 발생하면 기체의 자동 위치제어 기능에도 오류가 발생한다. 스스로 정확한 위치를 알 수 없어 기체가 옆으로 흐르거나 오류가 발생한 GPS 수신 정보대로 이동한다.

 

이때 조종자가 기체를 직접 조작할 수도 있지만 갑자기 움직이는 기체의 이동 경로를 예상하기 어려워 GPS 수신 정보를 활용하지 않는 수동 비행모드로 변경하는 게 좋다. 수동모드로 변경하면 GPS 수신 정보 오류에 대한 영향이 없고 바람의 영향만 받아 제어하기가 좀 더 수월해진다. 

 

여섯 번째, 무리하지 않은 사전 비행을 통해 주변 전파환경을 파악한다. 본격적인 촬영 전 사방으로 기체를 보내 전파환경을 파악하는 건 필자가 항상 빼먹지 않을 정도로 중요한 일이다.

 

사전 비행을 통해 지구자기장 교란의 영향이 기체에 직접 어느 정도 영향을 미치는지 알 수 있기 때문이다(단 혹시 모를 상황에 대비해 각 방향으로 직선 정면 비행으로만 비행한다).    

 

일곱 번째, 가능한 사람이 접근할 수 없거나 기체를 회수할 수 없는 곳으로는 기체를 보내지 않는다. 기체와 조종기 간의 신호가 끊기면 기체가 흐르거나 전혀 다른 장소로 이동할 수 있으므로 최대한 신속히 기체 가까이에 접근해 신호를 다시 잡아야 한다.

 

그런데 사람이 접근하기 어려운 곳일 경우 기체를 안전하게 회수할 확률이 낮아진다. 그리고 만약 Fail safe 기능 설정을 호버링ㆍ착륙으로 한다 해도 사람이 직접 접근하기 어려운 장소라면 회수가 어렵다. 이는 필자가 몇 번 경험하기도 했다.

 

여덟 번째, 촬영장소나 방향 등 촬영 포인트가 바뀌면 착륙해 SD카드를 교체한다. 아무래도 드론이 추락할 확률과 회수하지 못할 확률이 평소보다 매우 높으므로 촬영 포인트가 바뀔 때마다 저장 영상을 미리 확보하는 게 좋다.

 

실제로 필자가 마지막 비행에서 바다에 추락해 그날 영상을 다 날린 적도 있다. 기체 추락과 함께 앞서 촬영했던 모든 영상을 잃어버리는 건 생각하기도 싫은 끔찍한 일이다.

 

지구자기장 교란에 의한 기체 이상 증상이 발생하면 아무리 경험이 많은 조종자라 해도 대응이 쉽지 않다. 따라서 기체 상태 정보를 실시간으로 확인해야 한다.

 

경미한 증상이 발생했을 경우 비행 범위를 축소하고 이상 증상이 복합적으로 나타난다면 바로 비행을 중지해야 한다. 그런데 만약 비행을 강행한다면 조종자는 기체를 회수하지 못할 수 있다는 점을 염두에 두는 게 좋다.

 

 

서울 서대문소방서_ 허창식 hcs119@seoul.go.kr

 

<본 내용은 소방 조직의 소통과 발전을 위해 베테랑 소방관 등 분야 전문가들이 함께 2019년 5월 창간한 신개념 소방전문 월간 매거진 ‘119플러스’ 2022년 1월 호에서도 만나볼 수 있습니다.> 

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