[논문]eLoran 기준시 생성시스템 개발

양성훈; 황상욱; 이종구; 이영규

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양성훈 (한국표준과학연구원) , 황상욱 (한국표준과학연구원) , 이종구 (한국표준과학연구원) , 이영규 (한국표준과학연구원)

enhanced Loran의 핵심은 기존의 Loran 송신국들이 세계협정시(UTC(Coordinated Universal Time))와 일치된 시각을 사용함으로써 동일한 체인 내에서 뿐만 아니라 이웃 체인을 이용할 수도 있다는 것이다. 즉, 수신 가능한 모든 Loran 송신국의 신호를 수신함으로써 위치, 항법, 타이밍의 정확도를 높일 수 있다. 따라서 각 Loran 송신국들은 적절한 동기 방법을 활용하여 UTC에 동기된 Loran 신호를 생성해야 한다. 해양수산부에서는 eLoran 성능 테스트를 위해 기존의 포항, 광주 외에 추가 한 곳으로 인천지역에 시험 송신국을 구축하고 있다. 또한 포항, 광주 송신국의 로란 신호를 UTC에 동기시키는 현대화를 추진함으로써 성능 검증을 위한 eLoran 테스트 베드를 구축하고 있다. eLoran 송신국들은 UTC와의 시각동기가 반드시 필요하므로 이를 위해 테스트베드 송선국의 기준시를 생성하기 위한 시스템과 그 기준시를 UTC와의 동기시키기 위한 시스템을 개발 및 구축하였다.

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문제 정의

이를 위해서는 반드시 모든 송신국들이 UTC에 동기되어 있어야 한다[3]. 본 논문은 해양수산부가 추진 중인 eLoran 테스트베드 송신국 구축에 활용하기 위한 기준시 생성과 그 기준시를 UTC에 동기시키기 위해 개발한 시스템에 대한 결과를 제시하고자 한다.

제안 방법

본 개발에서는 eLoran에서 매우 중요한 역할을 담당하는 시각동기 시스템을 구축하고, 실제 운용에 앞서 실험실 환경에서 테스트를 수행하였다. 시각동기 과정은 실제 송신국에서의 운용과 차이가 없으나 타이밍 시스템은 온도의 영향을 받으므로 온습도 유지가 잘되는 실험실과는 차이가 있으므로 동기 성능은 상기 결과와 다소 차이가 있을 수도 있다.

성능/효과

1)의 항법위성을 이용하는 것은 가장 쉬운 방법이지만 eLoran 시스템이 GNSS 백업을 목적으로 하고 있다면 재밍 등으로 장기간 GNSS 사용하지 못할 것에 대비하여 고성능원자시계 사용, holdover 기능 등 철저한 대비 방안이 필요하다. 2)의 TWSTFT는 GNSS에 비해 재밍, 방해전파에 강인하고 10배 이상 정확하며 GNSS와 무관하게 독립적으로 운용할 수 있다는 면에서 장점이다. 그러나 초기 구축비용이 GNSS에 비해 많이 들며 위성사용료를 부담해야 한다는 단점이 있다.
그러나 초기 구축비용이 GNSS에 비해 많이 들며 위성사용료를 부담해야 한다는 단점이 있다. 3)의 optical fiber를 이용하면 매우 정확하게 상호간에 동기가 가능하다. 그러나 KRISS (Korear Research Institute of Standards and Scicend)와 같은 국가 타이밍 센터와 eLoran 송신국 간에 광섬유 전용선이 시설되어 있어야 하며, 단선될 경우 발생에 대하여 백업 방안이 필요하다.
그러나 KRISS (Korear Research Institute of Standards and Scicend)와 같은 국가 타이밍 센터와 eLoran 송신국 간에 광섬유 전용선이 시설되어 있어야 하며, 단선될 경우 발생에 대하여 백업 방안이 필요하다. 4)의 송신국가 신호를 이용한 상호 동기방법은 송신국 신호가 존재하는 한 가장 안정적인 방법이다. 그러나 ASF 영향과 낮은 반송파로 높은 동기 정확도와 정밀도를 보장할 수 없다는 점과 UTC에 소급성(traceability)을 가질 수 없다는 단점이 있다.

후속연구

그러나 알고리즘적으로 이를 해결할 수 있을 것으로 사료되며 학습을 통해 더 향상된 동기 정확도 결과를 얻을 수 있다. 실제 운용을 위한 테스트베드의 송신국사 준비가 완료되면 시각동기 시스템을 이전하여 실제 운용 환경을 반영한 알고리즘 개선을 수행할 예정이다.

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