eLoran 시각동기 성능평가기법 개발에 관한 연구

Abstract

본 논문은 GNSS(Global Navigation Satellite Systems)의 백업시스템으로 알려진 eLoran(enhanced Loran)이 제공하는 Timing 정보를 이용한 시각동기 성능이 얼마나 정확하고 안정적인지 평가하기 위한 기법을 개발 및 검증하는 과정에 대하여 기술하였다. eLoran 시스템 현황과 국내․외 기술개발 및 정책 동향을 분석하고 시각동기 성능평가관련 선행연구 등의 분석을 통해 eLoran 시각동기 요구 성능과 성능평가 항목 및 기준을 도출하여, Timing 정확도와 신호의 품질을 종합적으로 평가하는 eLoran 시각동기 성능평가기법을 설계하였다. 설계된 성능평가기법을 검증하기 위하여 국내 기술개발로 개발․구축한 eLoran 테스드베드에 실제 적용하여, 평택 보정기준국에서 수신된 인천 시험송신국의 2021년 8월 한 달간 데이터를 대상으로 시각동기 성능평가를 실시하였다. 평가결과를 요약하면, Timing 정확도는 LDC(Loran Data Channel) 보정 전 43.71㎱, 보정 후 22.52㎱로 요구 성능(＜100㎱)을 충족하였으며, 신호품질은 SS(Signal Strength) 61㏈㎶/m, SNR(signal to Noise Ratio) 9.4㏈, ECD(Envelop to Cycle Difference) 0.25㎲로 모두 평가 기준 값을 충족하였다. 그러나 SNR은 분석대상 데이터의 61%만 평가 기 준 값을 충족하는 결과를 보여 수신지점에서 SNR 개선을 위한 별도의 조치가 필요한 것으로 분석되었다. 주․야간 전파전파(電波傳播) 특성에 따른 Timing 정확도는 주간에 비해 야간에 약간 감소(LDC 보정 전 약 11.2%, 보정 후 약 0.6%) 하였으나 두 가지 경우 모두 Timing 정확도 요구 성능을 충족하는 결과를 보여주었다. eLoran 시각동기 성능평가기법은 Timing 정확도와 Timing 정확도에 영향을 미치는 신호의 품질과 전파전파 특성을 종합적으로 분석․평가함으로써 평가결과에 대한 신뢰성을 제고할 수 있는 평가기법임을 검증하였다. 또한 이 평가기법을 통해 eLoran은 정밀시각공급원으로서 단독 또는 GNSS 백업시스템으로 활용할 수 있음을 확인할 수 있었다. 본 논문은 eLoran 서비스 제공자 및 이용자가 eLoran 시각동기 성능을 평가하거나 신호의 품질을 관리하는데 매우 유용하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다.