eLoran 시스템은 해상의 사용자에게 위치 및 시각정보를 제공하는 전파항법시스템 중 하나이다. 고출력 장파 신호를 이용하기 때문에 전파교란 및 기만에 강인한 특징이 있다. 해양 수산부는 해상 사용자에게 보다 안전한 위치 및 시각정보를 제공할 수 있도록 2021년 6월부터 eLoran 시범서비스를 서해 북부 지역에서 수행하고 있다. 본 연구에서는 현재 운영 중인 eLoran 시범서비스의 측위 및 시각 성능 현황을 분석한다. 측위 성능을 분석하기 위해서는, 서해에서 활동하는 관공선에 설치된 eLoran 수신기로부터 얻어진 원시정보를 이용해 eLoran 위치 정보를 계산하고, the global positioning system (GPS) 수신기에서 얻어진 위치정보와 비교하였다. 정확한 eLoran 위치 정보를 계산하기 위해 사전 배포된 additional secondary factor (ASF) 지도와 eLoran 보정국으로부터의 실시간 보정정보를 수신 받아 거리측정치를 보정하고 위치를 계산하였다. 추가로, eLoran 시범서비스 영역 밖에서의 위치정 확도 성능도 추가로 분석하였다. 시범서비스 영역 밖에서는 사전 배포된 ASF 지도가 없고, 실시간 보정정보를 수신하지 못하기 때문에 다른 선행연구에서 이미 개발한 ASF 예측 지도 만을 이용해 eLoran 위치를 계산하였다. 시각 성능을 분석하기 위해서는, 평택 eLoran 감시국의 수신기에서 출력되는 PPS 정보와 GPS 훈련된 루비듐 시계에서 출력되는 GPS의 PPS 정보를 비교하여 시각동기 정확도를 비교하였다. eLoran 신호는 날씨, 계절 등에 따라 다양하게 전파지연이 발생하기 때문에 실시간 보정정보를 통해 보다 정확한 시각동기 성능을 확보할 수 있음을 보였다.

Positioning and Timing Performance of eLoran Pilot Service for Resilient PNT Information

Pyo-Woong Son*

The eLoran system is one of the radio navigation systems that provides position and timing information to users at sea. Since high-power long-wave signals are used, it is resistant to radio frequency interference and spoofing. The Ministry of Oceans and Fisheries has been conducting eLoran pilot service in the northern part of the West Sea since June 2021 to provide safer position and timing information to maritime users. This study analyzes the current status of positioning and timing performance of the eLoran pilot service currently in operation. In order to analyze the positioning performance, eLoran position was calculated using raw data obtained from eLoran receivers installed on government ships operating in the West Sea, and compared with the global positioning system (GPS) position. In order to calculate accurate eLoran position, a pre-distributed additional secondary factor (ASF) map and real-time correction information from the eLoran reference station are used. In addition, position accuracy performance outside the eLoran pilot service area was additionally analyzed. Since there is no pre-distributed ASF map outside the pilot service area and real-time correction information is not received, the eLoran position was calculated using only predicted ASF maps already developed in other previous studies. In order to analyze the timing performance, the 1PPS signal from the eLoran receiver of the Pyeongtaek eLoran reference station was compared with the 1PPS from the GPS-disciplined rubidium. Since the eLoran signal experiences various propagation delays depending on the diurnal and seasonal effect, it has been shown that more accurate time synchronization performance can be secured through real-time correction information.

Keywords: eLoran, GPS, timing, positioning

Speaker 손표웅* 선박해양플랜트연구소