LORAN
영어: Long Range Navigation
주로 음역해서 로란으로 부른다.
장거리 항법을 위한 범지구적 측위 시스템.
지상의 기지국에서 발산하는 전파를 수신하여 도달 시간차를 계산하는 방식으로 방위를 측정하는 시스템으로, 즉 삼각측량이 기본이 됨은 여타 시스템들과 다르지 않다. 다만 GPS, 글로나스 등 전파 발신에 지구 궤도상의 위성을 이용하는 시스템과 달리 지상의 기지국을 이용한다는 점이 대조적이다.
다른 지상파 쌍곡선 측위 시스템은 위성의 범용성과 경제성에 밀려 범지구적 기지국이 20세기 말에 전부 멸종했기 때문에, 현재 사용하는 유일한 지상파 쌍곡선 측위 시스템이라 볼 수 있다. 해당 항목의 LORAN 은 LORAN - C로서, 100kHz 를 사용하는 시스템에 대해 언급한다. 구소련의 차이카도 100kHz를 사용했고, 후일 로란과 묶여 LORAN - C/CHAYKA로 부르기도 한다. 차기 시스템으로 eLORAN이 개발되어 대체되고 있고 위성시스템을 사용하는 경우가 크게 늘어났기에 LORAN-C의 경우 폐국하는 무선국이 점차 늘고 있다.
LORAN-C 는 예전 GNSS 시스템이 사용하는 쌍곡선 시간차 측위를 사용하여 현재 위치를 추정한다. 쌍곡선 시간차 측위란, 두 개의 동기화된 쌍곡선의 포락선과, 그것에 딸려오는 리딩 엣지(Leading Edge)를 역계산하여 2차원 좌표를 추정해 내는 것이다. LORAN-C 는 각 무선국이 Chain이라는 형식으로 동기화 되며, 전파의 속도는 이론상 불변이므로 이를 사용하여 2개의 LOP 를 형성하면 계산 완료.
LORAN-C 역시 첨두파 형태의 파형을 가지는데, 다른 시스템과 달리 유연한 곡선을 따라 급격하게 증가했다가 다시 낮아지는 형태의 100kHz 파형을 발생한다.
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이는 후속 파형은 교란을 받기 쉽기 때문에 초기 6사이클 이내에 99%의 전파출력을 담기 위해서이다. 이건 모든 전파 및 음향에서도 똑같다. 초음파 거리계에서도 초기에 도달한 신호는 온전하나 후반부로 갈수록 리버브 등의 공간음에 의해 교란되어 신호가 망가진다. 참고로, LORAN-C 의 송신기 출력은 수백 kW에 달한다.
앞서 말했듯이 LORAN 송신기는 Chain이라는 형태로 묶여 운용되는데, 이 때에 주국이 마스터 시그널을 날리는 시점과 다음 마스터 까지의 시간을 Group Repetition Interval, GRI라고 부른다. 이 시간 동안 Chain 내 주국과 종국이 동기화된 시간 동안 특정 펄스주기를 가지고 운용되게 된다. 한국에 있는 LORAN-C는 99,300 µs 의 주기를 가지므로 GRI 9930이라고 불리며, 이를 엮은 체인을 GRI 9930 Chain 으로 부른다.
해양수산부 국립해양측위정보원 홈페이지
한국 체인은 GRI 9930이며, 각 국은 다음과 같다.
주로 음역해서 로란으로 부른다.
1. 개요
장거리 항법을 위한 범지구적 측위 시스템.
지상의 기지국에서 발산하는 전파를 수신하여 도달 시간차를 계산하는 방식으로 방위를 측정하는 시스템으로, 즉 삼각측량이 기본이 됨은 여타 시스템들과 다르지 않다. 다만 GPS, 글로나스 등 전파 발신에 지구 궤도상의 위성을 이용하는 시스템과 달리 지상의 기지국을 이용한다는 점이 대조적이다.
다른 지상파 쌍곡선 측위 시스템은 위성의 범용성과 경제성에 밀려 범지구적 기지국이 20세기 말에 전부 멸종했기 때문에, 현재 사용하는 유일한 지상파 쌍곡선 측위 시스템이라 볼 수 있다. 해당 항목의 LORAN 은 LORAN - C로서, 100kHz 를 사용하는 시스템에 대해 언급한다. 구소련의 차이카도 100kHz를 사용했고, 후일 로란과 묶여 LORAN - C/CHAYKA로 부르기도 한다. 차기 시스템으로 eLORAN이 개발되어 대체되고 있고 위성시스템을 사용하는 경우가 크게 늘어났기에 LORAN-C의 경우 폐국하는 무선국이 점차 늘고 있다.
2. 어떻게 돌아가나
LORAN-C 는 예전 GNSS 시스템이 사용하는 쌍곡선 시간차 측위를 사용하여 현재 위치를 추정한다. 쌍곡선 시간차 측위란, 두 개의 동기화된 쌍곡선의 포락선과, 그것에 딸려오는 리딩 엣지(Leading Edge)를 역계산하여 2차원 좌표를 추정해 내는 것이다. LORAN-C 는 각 무선국이 Chain이라는 형식으로 동기화 되며, 전파의 속도는 이론상 불변이므로 이를 사용하여 2개의 LOP 를 형성하면 계산 완료.
LORAN-C 역시 첨두파 형태의 파형을 가지는데, 다른 시스템과 달리 유연한 곡선을 따라 급격하게 증가했다가 다시 낮아지는 형태의 100kHz 파형을 발생한다.
[image]
이는 후속 파형은 교란을 받기 쉽기 때문에 초기 6사이클 이내에 99%의 전파출력을 담기 위해서이다. 이건 모든 전파 및 음향에서도 똑같다. 초음파 거리계에서도 초기에 도달한 신호는 온전하나 후반부로 갈수록 리버브 등의 공간음에 의해 교란되어 신호가 망가진다. 참고로, LORAN-C 의 송신기 출력은 수백 kW에 달한다.
앞서 말했듯이 LORAN 송신기는 Chain이라는 형태로 묶여 운용되는데, 이 때에 주국이 마스터 시그널을 날리는 시점과 다음 마스터 까지의 시간을 Group Repetition Interval, GRI라고 부른다. 이 시간 동안 Chain 내 주국과 종국이 동기화된 시간 동안 특정 펄스주기를 가지고 운용되게 된다. 한국에 있는 LORAN-C는 99,300 µs 의 주기를 가지므로 GRI 9930이라고 불리며, 이를 엮은 체인을 GRI 9930 Chain 으로 부른다.
3. 시스템 구성
3.1. 제어 시스템
- TOPCO(Transmitter Operational Control)
- PATCO(Pulse Amplitude and Timing Controller)
- RCU(Remote Control Unit)
- LTU(Loran Timer Unit)
- 세슘원자시계
3.2. 증폭 시스템
- Pules Generator Assembly
- Half Cycle Generator
3.3. 출력 시스템
- Coupling Network
- Switching Network
4. 한국 체인 소속
해양수산부 국립해양측위정보원 홈페이지
한국 체인은 GRI 9930이며, 각 국은 다음과 같다.
- Master: Pohang Master 150 kW[1]
- Slave: Kwangju Secondary 50 kW (w)
[1] 니이지마의 세컨더리를 겸한다.[2] 니이지마의 세컨더리이기도 했다.[3] 니이지마는 마스터이기도 했다.[4] 알렉산드롭스크의 세컨더리이기도 했다.[5] 이는 사실 한국체인, 그리고 한국체인 안에서도 한국내에 있는 포항과 광주가 담당하는 영역이 매우 좁기 때문이다. 90년대 후반 기준으로 남한 이북의 경우 중국의 Rongcheng Master와 Helon Secondary가 담당하고 한반도 남쪽은 Niijima Master와 Marcus, Gesashi Secondary 담당하므로 한국체인은 통행량이 많은 지역으로 주요체인이지만 서로는 중국, 남쪽과 동으로는 일본, 북동쪽으로는 사할린에 설치되어있는 스테이션이 매우 가까운 편이기 때문에 이들이 기능을 상실하지 않는이상 담당해야할 영역이 그리 넓지 않다. 애초 출력범위는 커버리지 목표에 따라 설정된 것이다. 오키나와와 니이지마가 출력이 높은 이유는 북서태평양의 넓은 지역을 커버해야 하기 때문이며 이 태평양 영역은 한국체인에 속하지 않는다. 니이지마와 오키나와 게사시 스테이션의 높은 출력은 사실 한국체인과는 연관이 없고 니이지마가 마스터로 있는 체인의 북서태평양 담당영역 때문인 것이다. 우수리스크 역시 사할린과 포항 사이를 모두 커버해야 하기 때문에 사실상 한반도만 커버하면되는 광주에 비해 좀 더 높은 것이다.