첨단 지상파항법시스템(eLoran)은 위성항법시스템(GNSS)의 전파 교란 등의 취약성을 보완할 수 있는 지상파항법시스템으로 주목받고 있다. eLoran 시스템이 GNSS 이용이 어려운 상황에서 선박 등의 안전 한 운항을 지원할 수 있는 항법시스템으로 기능하기 위해서는 수신기의 위치 정확도 확보가 필수적이며, 이를 위하여 수신 신호에 대한 정확한 도달시간(Time of Arrival, TOA) 추정이 필요하다. 본 연구 에서 는 다중 체인 환경에서 수신되는 eLoran 신호의 TOA 추정에 앞서 특정 GRI를 갖는 체인 신호의 도달 위치를 검출하기 위한 상호상관(cross-correlation) 기반의 알고리즘을 제안한다. 제안한 방법에서는 수 신된 eLoran 신호의 포락선을 기준 신호의 포락선과 상호상관을 통해 주요 피크를 검출하여 신호 도달 위치를 추정하였다. 다른 체인 신호에 의한 간섭을 줄이기 위하여 입력 신호를 일정 주기로 누적하 고, 송신기에서의 송출지연 정보를 활용하였다. 제안한 방법을 검증하기 위하여 다양한 체인 신호가 존재하는 신호를 대상으로 9930 체인 신호들에 대한 도달 위치 검출 실험을 수행하였으며, 이를 통하여 다중 체인 환경에서 대상 체인 신호의 도달 위치를 효과적으로 검출할 수 있음을 확인하였다.

A Study on GRI Estimation Methods Based on Cross-Correlation for eLoran Signal

Ga-Yeon Son, Pyo-Woong Son*

Advanced terrestrial navigation systems, such as enhanced Long range navigation (eLoran), gaining attention as a robust alternative to satellite navigation systems (GNSS) due to their resilience against signal interference and jamming. For eLoran to serve as a reliable navigation system for vessels and other vehicles when GNSS is unavailable, it's crucial to ensure the accuracy of the receiver's position. This requires a precise Time of Arrival (TOA) estimation of the received signals. In this study, we propose a Cross-Correlation-based algorithm to detect the arrival position of a specific eLoran signal chain, with a particular Group Repetition Interval (GRI), before estimating its TOA. The proposed method estimates the signal's arrival position by using cross-correlation to detect the main peak between the received eLoran signal's envelope and the reference signal's envelope. To minimize interference from other chains signals, the input signal is accumulated at regular intervals, and information on the transmitter's transmission delay is utilized. To validate the proposed method, we conducted experiments to detect the arrival positions of 9930-chain signals from signals containing various other chain signals. The results confirm that the proposed algorithm can effectively detect the arrival position of a target chain signal in a multi-chain environment.

Keywords: eLoran, cross-correlation, GRI, TOA

Speaker 손가연 충북대학교