해양 분야에서는 국제해사기구 (International Maritime Organization; IMO)에서 GNSS 신호의 수신이 불가능한 상황을 대비한 대체항법시스템의 요구 성능을 규정하였다. 이에 미국, 영국, 유럽연합, 중국 등은 GNSS 대체항법시스템의 하나인 R-Mode 시스템에 관심을 갖고 기술 개발 및 테스트베드 기반 성능 평가를 수행하고 있다. 한국도 해상통신용으로 사용중인 중파 대역 신호와 고주파 대역 신호를 활용하여 항법 서비스를 제공할 계획을 추진하고 있다. R-Mode 시스템의 항법 오차를 예측하기 위해서는 R-Mode 시스템의 오차 분석이 필요하며, R-Mode 시스템의 항법 오차는 의사거리 정확도와 수 신기와 송신국 사이의 기하학적인 상관 관계에 따라 달라진다. 본 논문은 R-Mode 시스템의 두 신호 중 MF R-Mode 신호를 대상으로 의사거리에 영향을 미치는 오차 요소를 분석한다. 각 오차 요소는 특 징에 따라 송신국, 전송 경로, 수신기 측면으로 분류하고, 이론적인 설명과 함께 오차 수준에 대한 해석적 분석을 통해 예상되는 UERE 값을 도출한다. 최종적으로 해석적 분석으로 도출한 UERE와 기준 국의 배치 정보로부터 MF R-Mode 시스템의 항법 오차를 예측한다.

MF R-Mode System Error Sources

Jae Hee Noh, Gwang Hee Jo, Jang Hwan Shin, Tae Hyun Fang, Jae Min Ahn, Bang Chul Jung, Sang Jeong Lee*

The IMO has specified the required performance of a backup navigation system for situations where it is not possible to receive GNSS signals. The United States, United Kingdom, European Union, China and Canada have builded the test bed to evaluate the performance of the R-Mode system. Korea also plans to provide navigation services using the MF DGNSS signal and the VDES signal used for maritime communications. In order to predict the horizontal positioning error of the R-Mode system, it is necessary to analyze the error budget of the R-Mode system. The horizontal positioning error of the R-Mode system depends on the accuracy of pseudorange and the geometric relationships between the receiver's position and the transmitter's position. This paper analyzed the error factors that affect the pseudorange for the MF R-Mode signal. Each error factor is classified into the reference station, the transmission path, and the receiver based on the characteristics. This paper describes the error level through analytical methods, along with a theoretical explanation of each error factor, and calculates the expected UERE. Finally, this paper predicts the horizontal positioning error of the MF R-Mode system from the UERE calculated by the analytical method and the DOP of the reference station.

Keywords: R-Mode, error budget, horizontal positioning error

Speaker 노재희 충남대학교