• 한국항해항만학회지
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• 제43권6호
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• pp.429-436
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• 2019

위성항법시스템의 취약성에 따른 보완 시스템의 필요가 높아지면서, eLoran 시스템이 가장 현실적인 대안으로 인정받고 있다. 우리나라도 서해 일부 지역에서 eLoran 시스템의 테스트베드 구축 사업을 진행 중에 있다. 전 해양지역에 안정적인 서비스를 제공하기 위해서는 추가적인 송신국 설치가 필요하지만. 여러가지 현실적인 이유로 인해 추진되기 어렵다. 이런 문제를 해결하기 위해 기존의 NDGNSS 기준국과 AIS 기지국을 활용한 측위기술이 개발되고 있다. 이미 운영 중인 NDGNSS 기준국, AIS 기지국을 활용하면 전 해상에서 보다 높은 정확도의 탄력적 항법시스템 운용이 가능해질 수 있다. 그렇기 때문에 각 시스템이 통합운영 되었을 때의 성능을 예측하는 것은 중요하다. 본 논문에서는 eLoran 시스템과 전국의 NDGNSS의 해양기준국, AIS 기지국을 활용한 지상파 통합항법시스템의 성능을 예측할 수 있는 시뮬레이션 툴을 제작하였다. ITU에서 배포한 송출 주파수와 거리에 따른 신호 세기, 대기잡음 등을 고려해 Cramer-Rao Lower Bound로 수신 신호의 측정 거리 오차를 계산하였다. 추가적으로, 실제로 전국의 NDGNSS 해양기준국에서 수집된 DGPS 신호 정보를 통해 300 kHz 신호의 연평균 대기잡음을 추정해 시뮬레이션 결과를 보다 정확하게 하였다. 해당 결과는 추후 진행될 지상파통합항법시스템 개발에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.111-118
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• 2009

GPS의 이상 현상에 대한 대비 및 독자 항법 시스템을 구축하기 위해 유럽의 갈릴레오, 일본의 QZSS 등 세계선진각국의 GPS에 독립적인 위성항법시스템을 구축하고 있으며 GPS의 백업 용도로 지상항법 시스템인 Loran의 현대화 작업 등이 진행되고 있다. 국내에서도 독자항법에 대한필요성이 거론되었고 국내는 해상 및 국내 전 지역을 커버할 수 있는 신호 영역을 가진 DGPS신호의 대체항법 및 시각동기 인프라로서의 활용성에 대해 언급된 바 있다. GPS 보정 정보를 방송하는 DGPS 신호는 중파 대역으로 지표를 따라 전파되는 특성이 있다. 지표를 따라 전파되는 지표파는 지형의 전도율과 고도에 의해 전파의 전달시 추가지연(ASF)이 발생하고 이 추가지연은 항법 및 시각동기에 오차를 유발하게 된다. 지상항법시스템인 Loran은 중파를 이용하여 항법을 하고 있으며 DGPS 신호를 이용해 측위를 하기 위해서는 국내에 거의 연구사례가 없었으므로 유사 특성을 가진 중파를 이용한 Loran의 검증된 지연모델을 분석하고 이를 DGPS신호에 적용하는 것이 효율적일 것이다. 이에 본 논문에서는 중파의 검증된 지연모델을 분석하고 이를 국내 기술로 구현하여 DGPS 신호의 측위 가능성을 제안하고자 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.370-371
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• 2010

Loran(LOang RAnge Navigation) 신호에 의한 항법은 GPS(Global Positioning System) 활성화 전까지 주요한 항법시스템으로 이용되어 왔다. 특히 선박들 항행하는데 있어서 필수적인 기능을 담당하였다. 그러나 산업의 발전과 더불어 항행 외에 항만 근접과 육상에서의 항법 그리고 정밀시각활용과 같은 분야에서는 지금의 항법정확도 보다 우수한 정확도가 필요하다. 그 정확도를 향상시킬 수 있는 방법은 Loran 송신국과 사용자 위치 사이의 전파지연 즉, ASF (Additional Secondary Factor)를 정확히 측정하는 것이다. 본 연구에서는 우리나라에서 방송하는 9930M(포항)과 같이 TOC(Time of Coincidence) 테이블이 없는 방송시스템에서 절대시간 지연을 측정할 수 있는 기법을 개발하였으며, 송신국으로부터 몇 개의 측정지정에서 ASF를 측정한 결과를 제시한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권11A호
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• pp.882-890
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• 2009

본 논문에서는 Loran 신호를 이용하여 원거리통신망 및 전력 분배망과 같은 국가 기반 산업에 대한 망동기를 이루고자 할 때에 Loran 수신기에서 수신한 신호에 대한 위상 동기를 잃어 버렸을 때 이를 보상하기 위한 방안에 대해서 논한다. Loran 수신기에서 위상 동기를 잃었을 때에는 수신기 내에 있는 오실레이터가 자유구동을 하게되고, 따라서 이를 기준으로 출력되는 타이밍 동기신호의 성능이 크게 떨어지게 되며, 이때에 ITU G.811 표준에서 요구하는 PRC에 대한 1 us 이하의 요구 성능을 만족시킬 수 없게 된다. 따라서 본 논문에서는 Loran 수신기가 위상 동기를 잃었을 때 이를 보상하기 위해 보상 알고리즘을 사용하여 위상 점프를 보상하는 방법에 대해 제안했으며, 이에 대해 실측한 데이터에 대한 MTIE 성능을 분석하였다. 성능 분석 결과 제안된 방법을 사용하면 1시간 간격으로 동기를 잃었을 경우에 30 분 평균 이하의 스무딩 값을 사용할 경우 대략 0.6 us 이하의 MTIE 값을 보여서 산업체 표준에서 요구하는 1 us 이내의 PRC 성능을 충분히 만족시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권12A호
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• pp.1225-1232
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• 2008

본 논문에서는 현재 미국과 유럽에서 GPS와 같은 위성을 이용한 광역 항법 시스템의 백업 및 대체 항법 시스템으로 사용하기 위해 활발히 연구되어지고 있는 Loran-C와 같은 지상파 신호를 사용하였을 때, 이의 성능에 큰 영향을 미치는 요소 중 하나인 일변효과를 보정해 줄 수 있는 방안에 대해서 논한다. 일변효과를 보정해 주기 위해 먼저 최소제곱주파수분석(LSSA) 방법을 사용하여 신호에 포함되어 있는 개별적인 주기 성분을 찾아내고 이러한 신호에 대한 진폭 및 위상을 추정하여 보정 신호를 생성하고 이를 본래 신호에서 빼 줌으로써 주기 성분에 대해 보정해 준다. 본 논문에서는 이를 위한 간단한 알고리즘을 제안하고 이의 성능을 모의실험을 통해서 분석하였다. 모의실험 결과 신호대잡음비(SNR)가 0 dB인 상대적으로 열악한 수신 환경에 있어서 진폭 및 위상에 대해 각각 5 % 및 0.17 % 이내의 오류를 가지고 추정할 수 있음을 고찰하였다. 또한 실측한 Loran-C 데이터를 사용하여 보정 후 얻을 수 있는 성능 향상에 대해서도 분석하였으며, 이 결과 5 분의 이동 평균 간격을 사용하였을 때 대략 22 %의 성능 향상을 얻을 수 있음을 고찰하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권8호
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• pp.603-607
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• 2010

Loran (LOang RAnge Navigation) 신호에 의한 항법은 GPS (Global Positioning System) 활성화 전까지 주요한 항법시스템으로 이용되어 왔으며, 특히 선박들의 중장거리 항행에 있어서 필수적인 기능을 담당하였다. 그러나 산업의 발전과 더불어 항행 외에 항만 근접과 육로 항법으로서의 백업기능 그리고 정밀시각활용 등과 같은 분야에서는 현재 활용할 수 있는 성능 보다 우수한 정확도를 요구한다. 그 정확도를 향상시킬 수 있는 방법으로 Loran 송신국과 사용자 위치 사이의 전파지연 즉, ASF (Additional Secondary Factor)를 정확히 측정하여 보정하는 방법이 이용되고 있다. 본 연구에서는 우리나라 포항의 로란-C 주국(9930M)에서 발사하는 신호를 이용하였으며 TOC (Time of Coincidence) 테이블이 없는 Loran 신호 송출시스템에서 절대시간 지연을 측정할 수 있는 기법을 이용하여 포항 로란송신국으로부터 33 km 이내의 4 지점에서 측정하여 비교하였다. 측정결과 33 km 지점의 경우에 전파지연오차에 의하여 약 210 m의 거리오차가 발생하였지만 ASF 보정에 의해 40 m의 거리오차로 줄일 수 있음을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제40권1호
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• pp.15-20
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• 2016

본 연구에서는 내륙에서 수신한 로란 9930M 포항 송신국의 로란신호를 이용하여 Loran differential ASF를 측정하였고, 이를 통해 로란 신호의 시각동기 정확도를 향상시켰다. Differential ASF는 한국표준과학연구원(KRISS)의 UTC(KRIS) 기준 TOA 데이터에서 충남대학교와 국립해양측위정보원에 설치된 원자시계를 기준으로 동시에 측정된 TOA 데이터를 각각 차분함으로써 구하였다. 자기장 안테나를 이용한 충남대학교에서의 60분 평균 TOA 측정결과는 $0.1{\mu}s$ 이내의 변동성을 보였고 국립해양측위정보원에서의 TOA 측정결과는 $0.05{\mu}s$ 이내의 변동성을 보였다. 또한 충남대학교와 국립해양측위정보원에서의 60분 평균 differential ASF 측정결과는 수신국의 주변 환경 영향에 의해 최대 $0.1{\mu}s$ 정도까지 시각 변동성을 나타냈다. 따라서 UTC(KRIS)를 기준으로 측정한 TOA 데이터로 충남대학교와 국립해양측위정보원 측정 데이터를 각각 보상하면 differential ASF 변화가 상쇄되어 로란 신호를 이용한 시각동기 정확도를 10 ns 정도 이내로 향상시킬 수 있다. 그리고 세슘원자시계를 기준으로 포항 송신국 로란 신호의 기준위상과 KRISS에서의 로란 수신기의 출력 기준위상을 측정하여 두 지점 사이의 ASF는 약 $3.5{\mu}s$로 나타났다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.80-81
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• 2012

우리 사회는 전력의 생산 및 배전 시스템, 통신기술, 텔레커뮤니케이션, 금융시스템, 수송시스템 등의 효율적이고 정상적으로 운영 됨으로써 국가의 중대한 인프라로 구성이 된다. 이런 중대한 인프라 및 그 응용분야는 P.N.T(Positioning, Navigation, Timing) 시스템에 의존하고 있는데 이 P.N.T가 텔레커뮤니케이션(시각동기), 금융시장(시각동기), 물류관리(위치, 항법, 시각동기), 수송(위치, 항법, 시각동기) 등의 버팀목이 된다. 국가적으로 P.N.T 서비스를 지속적으로 사용할 수 있도록 GPS 시스템과 별도의 항법시스템 구축이 필요하여 안정적으로 PNT 서비스를 할 수 있는 시스템 구축에 대한 연구를 하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제11권4호
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• pp.229-238
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• 2022

This paper addresses on the International technical trends, standards, and development status of terrestrial radionavigation system to provide more accurate and fail-safe Positioning, Navigation, and Timing (PNT) Information available in maritime navigation environment. We analyze the performance result of pilot service in enhanced Long range navigation (eLoran) testbed environment using Low Frequency (LF) signal, and describe the development status of Ranging-Mode (R-Mode) system using Medium Frequency (MF) and Very High Frequency (VHF) to meet the Harbor Entrances and Approaches (HEA) requirement of International Maritime Organization (IMO) within 10m position accuracy. Furthermore, we present an architecture for integrated service of satellite-terrestrial navigation system and future maritime applicable fields. As the core information infrastructure of future navigation for 4th industrial revolution, this paper will be contributed to determining the direction of present and future to provide fail-safe PNT service with Global Navigation Satellite System (GNSS) based on the technical enhancement of terrestrial integrated navigation system.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.163-165
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• 2005

최근 GPS의 이상 현상에 대한 대비 핀 독자 항법 시스템을 구축하기 위해 유럽의 갈릴레오 일본의 QZSS 등 세계 선진각국의 GPS에 독립적인 위성항법시스템을 구축하고 있으며 GPS의 백업 용도로 지상항법 시스템인 Loran의 현대화 작업 등이 진행되고 있다. 국내에서도 독자항법에 대한 필요성이 거론되었고 해양수산부는 해상 밀 국내 전 지역을 커버할 수 있는 신호 영역을 가진 DGPS 신호의 대체항법 및 시각동기 인프라로서의 활용성에 대해 정책적으로 접근하고 있다. GPS 보정 정보를 방송하는 DGPS 비콘 신호는 중파 대역으로 지표를 따라 전파되는 특성이 있다. 지표를 따라 전파되는 지표파는 지형의 전도율과 고도에 의해 전파의 전파시 추가 지연이 발생하고 이 추가 지연은 항법 린 시각동기에 오차를 유발하게 된다. 본 논문은 DGPS 신호가 지형의 특성에 따라 지연되는 전파 특성 및 전파지연모델을 소개하고 해당 전파지연모델 구현 결과를 기존 연구결과와 비교$\cdot$검증하여 그 결과를 제시한다.