위성항법시스템(GNSS)은 측위, 항법 및 시각(PNT) 정보를 얻기 위해 많이 이용되고 있다. 그러나 GNSS의 신호 세기는 지표면 근처에서 잡음 세기보다 낮으며, 공개 서비스용 신호 구조가 공개되어 있어 간섭에 취약하다는 단점이 있다. 유럽 연합과 미국에서 GNSS의 취약성을 지적하고, 백업 PNT 소스의 필요성을 언급한 것으로 알려져 있다. 그 결과 해상에서 활용되고 있는 전파신호(MF-DGNSS, VDES, eLoran)로 거리를 측정해 PNT 정보를 얻을 수 있도록 하는 R(anging)-Mode 가 등장했다. R-Mode에 대해서 유럽과 중국에서는 먼저 연구를 시작했고, 현재 한국에서도 비슷한 연구를 진행하고 있는 상황이다. R-Mode를 이용해 얻은 거리 정보에는 송신국, 전송 경로, 수신기 각각에서 발생하는 오차를 포함하고 있다. 본 논문에서는 그 중에서 송신국에서 발생하는 오차인 클럭 오차에 초점을 둔다. 클럭 오차에는 위상 오차(phase offset), 주 파수 오차(frequency offset), 주파수 드리프트(frequency drift) 그리고 클럭 노이즈(clock noise)가 있다. 그 중에서 클럭 노 이즈는 power law noise로 모델링 할 수 있으며, 대표적인 잡음 종류는 white PM, white FM, flicker PM, flicker FM, random walk FM이 있다. 클럭 오차를 분석하기 위한 시뮬레이터를 설계하고, 클럭 노이즈에 대한 앨런 분산(Allan variance)과 거리 오차를 분석한다.

Simulator Design for R-Mode Clock Error Analysis

Gwang Hee Jo, Jae Hee Noh, Jae Min Ahn, Younghoon Han, Sang Jeong Lee*

A satellite navigation system (GNSS) is widely used to obtain positioning, navigation and timing (PNT) information. However, the signal strength of GNSS is lower than that of noise near the ground surface, and the signal structure for public service is open, so it is vulnerable to interference. It is known to point out the vulnerability of GNSS in the European Union and the United States and to address the need for a backup PNT source. As a result, R(anging)-Mode, which can obtain PNT information by measuring range with radio signals (MF-DGNSS, VDES, eLoran) used at sea, appeared. Research on R-Mode was first started in Europe and China, and similar studies are currently being conducted in Korea. The range information obtained using R-Mode includes errors occurring in each of the transmitting station, the transmission path, and the receiver. In this paper, we focus on the clock error, which is an error occurring in the transmitting station. Clock error includes phase offset, frequency offset, frequency drift, and clock noise. Among them, clock noise can be modeled as power law noise, and typical noise types are white PM, white FM, flicker PM, flicker FM, and random walk FM. We design a simulator to analyze clock error and analyze Allan variance and range error for clock noise.

Speaker 조광희 충남대학교