로란
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목차
1. 개요
로란(LORAN)은 두 기지국에서 발사되는 신호의 시간차를 측정하여 위치를 결정하는 장거리 무선 항법 시스템이다. 제2차 세계 대전 중 연합군에 의해 개발되어 사용되었으며, 이후 로란-A, SS 로란, 로란-C 등으로 발전했다. 로란-A는 1990년대까지, 로란-C는 2010년까지 사용되었으며, 현재는 eLORAN(enhanced LORAN) 기술을 통해 정확도와 유용성을 개선하려는 시도가 이루어지고 있다. 대한민국은 북한의 GPS 전파 교란에 대응하기 위해 eLORAN 시스템 도입을 추진하고 있다.
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| 로란 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 기본 정보 | |
| 명칭 | 로란 |
| 원어 명칭 | long-range navigation |
| 종류 | 전파 항법 장치 |
| 개발 | 미국 |
| 작동 방식 | 전파를 이용한 쌍곡선 위치 결정 방식 |
| 작동 범위 | 약 1,500 마일(2,400 km) |
| 역사 | |
| 초기 개발 | 제2차 세계 대전 중 |
| 초기 명칭 | "Loomis Navigation System" 또는 LRN(일부 출처) |
| 작동 시작 | 1940년대 초 |
| 사용 종료 | 2000년대 이후 대부분 종료 |
| 재활용 시도 | 일부 국가에서 GPS 대체 시스템으로 재활용 시도 |
| 특징 | |
| 장점 | 장거리 전파 항법 GPS 재밍에 대한 내성 신뢰성 높음 |
| 단점 | 정확도 제한 초기 로란 시스템은 사용이 복잡 |
| 구성 요소 | |
| 송신기 | 여러 기지국에서 전파를 발사 |
| 수신기 | 항공기, 선박 등에 장착 |
| 추가 정보 | |
| 관련 기술 | 로란-C |
| 법률 및 정책 | |
| 미국 해안경비대 | 2017년 해안경비대 법안에 따라 로란 시스템 재활용 논의 |
| 재활용 목적 | GPS를 대체할 수 있는 육상 기반 시스템 구축 |
2. 역사
로란은 두 지점으로부터의 거리 차가 일정한 점이 쌍곡선을 그린다는 기하학 법칙을 이용하는 쌍곡선 항법 시스템이다.[5] 두 곳의 무선 측위국 신호를 수신하여 도달 시간 차이로부터 거리 차를 구하고, 지도상의 쌍곡선 위에서 자신의 위치를 확인한다. 사용 주파수 대역에 따라 로란 A (1750 - 1950 kHz)와 로란 C (100 kHz)가 있다.[6]
제2차 세계 대전 당시, 미국 해군이 매사추세츠 공과대학교와 함께 영국 해군의 Gee (navigation)영어을 발전시켜 개발했고,[7] 1942년에 태평양 전역에 설치를 시작했다.[8]
2. 1. 개발 배경
1940년 10월 1일, 미국 육군 신호대의 기술위원회 회의에서 미크로웨이브 위원회 위원장인 알프레드 루미스(Alfred Lee Loomis)는 쌍곡선 항법 시스템 구축을 제안했다. 그는 이러한 시스템이 약 321.87km 범위에서 최소 300m의 정확도를 제공하고, 고고도 항공기의 경우 최대 약 482.80km에서 약 804.67km의 범위를 제공할 수 있을 것이라고 예측했다. 이는 "항공기를 유도하기 위한 정밀 항법 장비" 사양으로 이어졌고, "프로젝트 3"으로 구체화되었다.[5]프로젝트 3은 1941년 새로 설립된 방사선 연구소(Radiation Laboratory)의 항법 그룹으로 이전되었다.[5] 초기 시스템은 약 30MHz 주변에서 작동했지만, 나중에 3~8MHz로 조정할 수 있는 다른 장비로 실험을 해 보기로 결정했다.[5] 이러한 저주파 시스템은 전자적으로 훨씬 더 안정적인 것으로 나타났다. 처음에는 산봉우리에 송신기를 설치하는 것을 고려했지만, 팀은 대신 뉴욕주 몬토크 포인트(Montauk Point)와 델라웨어주 펜윅 아일랜드(Fenwick Island)에 있는 두 곳의 버려진 해안 경비대 기지를 선택했다.[5] 수신측에서는 스테이션 왜건에 간단한 수신기를 장착하고 전국을 돌아다니며 확실한 신호를 찾았는데, 미주리주 스프링필드(Springfield)까지 멀리서도 신호가 감지되었다.[5]
이때 팀은 영국의 지(Gee) 항법 시스템을 알게 되었고, 지가 시스템 타이밍과 정확하게 정렬된 디스플레이에 핍을 생성하는 전자적으로 생성된 스트로브 시스템을 사용한다는 것을 알게 되었다. 그들은 스트로브 개념을 배우기 위해 영국에 팀을 파견했고, 즉시 자신의 작업에 이를 채택했다. 이러한 교류의 일환으로 프로젝트 3 팀은 지가 개념과 원하는 성능에서 자신의 시스템과 거의 동일하다는 것을 알게 되었다. 지는 개발을 거의 완료하고 생산을 진행하고 있었기 때문에, 프로젝트 3팀은 현재의 노력을 포기하고,[5] 자체 항공기에 지를 사용하고, 대신 장거리 역할을 위한 시스템을 재개발하기로 결정했다.[5]
두 점으로부터의 거리 차가 일정한 점은 쌍곡선을 그린다는 기하학 법칙을 이용하는 Hyperbolic navigation영어 항법 지원 시스템[5]으로, 두 곳의 무선 측위국 신호를 수신하여 도달 시간 차이로부터 그 거리 차를 구하고, 얻어진 지도상의 쌍곡선 위에서 자선 위치를 확인한다. 사용 주파수 대역에 따라 로란 A (1750 - 1950 kHz(킬로헤르츠))와 로란 C (100 kHz)[6]가 있다.
제2차 세계 대전 당시, 미국 해군이 매사추세츠 공과대학교와 함께 영국 해군의 Gee (navigation)영어을 발전시켜 개발했고,[7] 1942년에 태평양 전역에서 설치를 시작했다.[8]
2. 2. LORAN-A
로란은 1940년 10월 미국 육군 신호대의 기술위원회 회의에서 알프레드 루미스(Alfred Lee Loomis)가 제안한 쌍곡선 항법 시스템이다. 초기 시스템은 약 30MHz 주변에서 작동했지만, 이후 더 안정적인 저주파 시스템으로 변경되었다.1942년 6월, 몬톡(Montauk)과 펜윅(Fenwick)에서 첫 번째 로란 체인이 가동되었다. 이후 뉴펀들랜드의 보나비스타와 배틀 하버, 노바스코샤 주의 바카로와 데밍 아일랜드(Deming Island)에 기지가 추가되었다.[5] 1943년에는 그린란드, 아이슬란드, 페로 제도, 헤브리디스 제도에 기지가 설치되어 북대서양 전역에 걸쳐 지속적인 항해 범위를 제공했다. 영국 왕립 공군 해안 사령부(RAF Coastal Command)는 셰틀랜드 제도에 기지를 설치하여 노르웨이 상공을 덮었다.[6]
제2차 세계 대전, 특히 태평양 전쟁에서 로란은 선박과 항공기의 장거리 항해에 널리 사용되었다. 로란의 정확성 덕분에 항공기는 추가 연료 적재량을 줄여 폭탄 적재량을 늘릴 수 있었다. 전쟁이 끝날 무렵에는 72개의 로란 기지가 있었고 75,000개 이상의 수신기가 사용되었다.[6]
전후, 한국 전쟁 발발 이후 일본과 한국 부산에 새로운 체인이 설치되는 등 로란 시스템은 더욱 확장되었다. 중국 공산 혁명 이전에는 중국에도 체인이 설치되어 1990년대까지 운영되었다. 1965년에는 포르투갈과 아조레스 제도에 기지가 설치되어 대서양 중앙부에 대한 적용 범위를 넓혔다.[7]
로란 A는 주국(主局) 및 종국(従局)에서 1750~1950kHz 주파수 대역의 펄스파를 발사하며, 최대 유효 거리는 주간 약 700해리, 야간 약 1400해리이다.[6] 일본에서는 쇼와 30년대에 운용이 시작되었고,[9] 1997년 5월 9일에 폐지되었다.[10]
2. 3. SS LORAN
잭 피어스는 초기 로란(LORAN)의 천파(skywave) 실험 중, 야간에 전리층의 반사층이 매우 안정적이라는 것을 발견했다. 이는 야간에 천파 신호를 사용하여 두 로란 기지국을 동기화할 수 있다는 가능성을 제시했고, 기지국 간 거리를 더 넓힐 수 있었다. 쌍곡선 시스템의 정확도는 기준선 거리의 함수이므로, 기지국 간 거리가 넓어지면 시스템의 정확도가 높아지고, 따라서 필요한 기지국의 수가 줄어든다.[1]1943년 4월 10일, 펜윅과 보나비스타에 있는 로란 기지국 사이(약 약 1770.27km)에서 최초의 시험 시스템이 시도되었다. 이 시험은 0.5마일의 정확도를 보여주었는데, 이는 일반 로란보다 훨씬 우수한 결과였다. 1943년 말에는 몬톡, 매사추세츠주 이스트 브루스터, 미네소타주 구즈베리 폭포,[2] 플로리다주 키웨스트의 네 기지국을 사용한 두 번째 시험이 이어졌다. 광범위한 평가 비행 결과 평균 오차는 로 나타났다.[3][1]
야간 작동 방식은 영국 왕립 공군 폭격 사령부에 적합했다. 네 개의 시험 기지국은 해체되어 대서양을 건너 운송되었고,[3] 재설치되어 애버딘-비제르타 및 오랑-벵가지 두 개의 체인을 형성했다. '''천파 동기화 로란''' 또는 '''SS 로란'''으로 알려진 이 시스템은 스코틀랜드 남쪽에서 폴란드 동부까지 평균 1마일의 정확도로 범위를 제공했다. 이 시스템은 1944년 10월에 실전 배치되었고, 1945년까지 영국 왕립 공군 제5 그룹에 전반적으로 설치되었다.[1]
같은 기본 개념은 전후 해안 경비대에서 "천파 장기준선 로란"으로 알려진 시스템에 의해 시험되었다. 유일한 차이점은 주파수 선택이었는데, 주간에는 10.585MHz, 야간에는 2MHz였다. 초기 시험은 1944년 5월 매사추세츠주 채텀과 플로리다주 페르난디나 사이에서, 그리고 1945년 12월~1946년 1월 사이에 플로리다주 호브 사운드와 푸에르토리코 포인트 치나토 사이에서 두 번째 세트로 실시되었다. 적절한 주파수 할당이 부족하여 이 시스템은 운영되지 않았다.[3]
2. 4. LORAN-B, LORAN-C
로란은 펄스 도착 시간을 비교하여 측정하는 시스템이었다. 그러나 송신기의 한계와 여러 요인으로 인해 펄스가 퍼져서 정확도가 떨어지는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해 펄스 포락선 시간 측정과 위상 비교 기술을 결합한 방식이 연구되었다.[5]위상 비교는 저주파수에서 더 정확한 측정이 가능했지만, 어떤 파형을 측정하는지 알 수 없어 정확한 위치를 특정하기 어려운 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 펄스 신호를 사용하여 대략적인 위치를 파악하고, 위상 비교로 정밀한 위치를 측정하는 방식이 고안되었다.
1945년, 180kHz의 저주파 로란 실험이 진행되었으나, 낮은 주파수로 인한 부정확성 문제로 실용화되지 못했다. 이후, 사이클란(Cyclan) 시스템 등의 실험이 진행되었다.
같은 시기, 해군에서 로란-B를 개발했으나, 여러 문제에 직면했다. 1953년, 해군은 사이클란 시스템을 인수하여 연구를 계속했고, 1957년에 운용 가능하다고 선언했다. 1958년, 로란과 사이클란 운영은 미국 해안경비대에 이관되었고, 기존 로란은 로란-A, 새로운 시스템은 로란-C로 명명되었다.[6]
로란-C는 100kHz 주파수 대역의 펄스파를 사용하며, 최대 유효 거리는 약 2,300해리, 정확도는 약 30~300m였다. 로란-C는 북태평양, 북미 대륙, 북대서양 연안 지역 등에 설치되어 민간용으로도 널리 사용되었다.[7][8]
2. 5. 상업적 이용 및 폐지
로란-A 수신기는 상업용 어선 등에서 널리 사용되었지만, 로란-C의 등장과 GPS의 보급으로 점차 사용이 감소했다.[6] 1970년대 후반부터 로란-A 체인이 단계적으로 폐지되기 시작했다. 알류샨 열도와 하와이 체인은 1979년 7월 1일에 폐쇄되었고, 나머지 알래스카와 서해안 체인은 1979년 12월 31일에, 대서양과 카리브해 송신기는 1980년 12월 31일에 폐쇄되었다.[10] 1985년까지 대부분의 원래 체인은 더 이상 작동하지 않았다.일본 시스템은 어선을 지원하기 위해 1991년까지 더 오랫동안 운영되었고,[9] 중국 시스템은 더 현대적인 시스템으로 교체되기 전까지 1990년대까지 활성화되어 있었다. 중국의 9개 체인은 ''Admiralty List of Radio Signals'' 6권(2000년판)에 여전히 활성으로 기록되어 있었다.
3. 작동 원리
로란은 두 기지국에서 발사되는 신호의 도달 시간 차이를 측정하여 위치를 결정하는 쌍곡선 항법 시스템이다. 주 기지국과 보조 기지국 쌍에서 신호를 발사하고, 수신기는 이 신호들의 시간차를 측정하여 쌍곡선 위치선을 결정한다. 두 개 이상의 쌍곡선 위치선의 교차점을 통해 위치를 파악한다.[5]
좀 더 자세히 설명하면, 서로 300km 떨어진 두 무선 송신기를 예로 들 수 있다. 한 송신기(주 기지국)에서 신호를 보내면, 1밀리초 후에 다른 송신기(보조 기지국)에 도달한다. 보조 기지국은 주 기지국의 신호를 수신하면 자체 송신기를 작동시켜 신호를 보낸다. 이처럼 주 기지국과 보조 기지국은 정확히 1밀리초 간격으로 신호를 보내게 된다.
수신기에서는 두 신호의 시간차를 측정할 수 있다. 예를 들어, 0.5밀리초의 시간차가 측정된다면, 이는 두 기지국까지의 거리 차이가 150km임을 의미한다. 이러한 거리 차이를 만족하는 위치는 무수히 많으며, 이 위치들을 이으면 쌍곡선 모양이 된다. 해도(海圖)에는 이러한 쌍곡선들이 그려져 있어, 측정된 시간차에 해당하는 쌍곡선을 찾으면 자신의 위치가 그 선 위에 있음을 알 수 있다. 측정에는 보통 3~5분이 소요된다.[5]
제2차 세계 대전 당시, 미국 해군은 영국 해군의 을 발전시켜 로란을 개발했다.[7]
3. 1. LORAN 기지국
로란 기지국은 하나의 주 기지국과 두 개 이상의 보조 기지국으로 구성된 체인 형태로 건설되었다. 각 기지국은 일반적으로 약 간격으로 떨어져 있었다. 이들은 1.75, 1.85, 1.9, 1.95 MHz의 네 가지 주파수 중 하나를 사용하여 방송했다.여러 기지국에서 동시에 신호를 수신할 수 있었기 때문에, 각 기지국 쌍을 식별하기 위해 펄스 반복률(PRF)을 다르게 사용했다. 각 기지국은 초당 33.3 또는 25펄스로 40펄스의 신호열을 보냈다.
기지국은 주파수 대역을 나타내는 숫자, 펄스 반복률을 나타내는 문자, 체인 내 기지국 번호로 구성된 코드로 식별되었다. 예를 들어, 하와이 제도 기지국은 2L 0과 2L 1로, 이는 채널 2(1.85MHz), "L"ow 반복률(25Hz), 두 기지국은 기본 반복률, 다른 두 기지국(주 기지국과 세 번째 기지국)은 반복률 1을 사용함을 의미했다.[1] PRF는 Low의 경우 25에서 25와 7/16까지, High의 경우 33 1/3에서 34 1/9까지 조정 가능했다. 이 시스템은 두 주파수 모두에서 방송하는 중앙 탑을 공유했다.[2]
로란 신호는 지표파와 천파를 통해 전달되었다. 지표파는 낮 동안 약 범위에서 사용 가능했지만, 밤에는 감쇠하여 범위가 로 줄었다. 천파는 야간에 유용하여 유효 범위를 까지 확장했다.[3]
3. 2. 측정
로란(LORAN)은 펄스 도착 시간을 비교하여 작동하는 시스템이었다. 초기 로란 수신기는 오실로스코프를 사용하여 두 기지국에서 송출된 신호 간의 시간차를 측정했다. 이상적인 상황에서는 완벽하게 형성된 직사각형 펄스가 CRT에 표시되어 정확한 비교가 가능하지만, 실제로는 여러 요인으로 인해 펄스가 시간적으로 퍼지는 현상이 발생했다. 이로 인해 펄스의 시작점과 끝점이 명확하지 않아, 특히 로란과 같이 낮은 주파수를 사용하는 시스템에서는 정확도가 떨어지는 문제가 있었다.[11]운영자는 복잡한 신호 패턴을 해석해야 했다. 먼저 주 기지국과 보조 기지국의 신호가 각각 다른 트레이스에 나타나도록 지연 시간을 설정하여 패턴을 비교했다. 이 과정은 한 번에 하나의 주/보조 기지국 쌍에 대해서만 수행 가능했으며, 위치를 확정하기 위해서는 다른 기지국 세트를 사용하여 전체 측정 절차를 반복해야 했다. 측정에는 보통 3~5분이 소요되었으며, 항해사는 이 시간 동안의 이동 거리를 고려해야 했다.[20]
최초의 항공 수신기 AN/APN-4는 영국의 Gee 장치와 물리적으로 동일했으며, 대부분의 조절 장치가 내장된 주 장치와 디스플레이로 구성되었다. 운영 절차는 다음과 같았다.
1. 9개의 기지국 중 하나를 선택하고, 스위프 속도를 가장 낮은 설정으로 맞춘다.
2. 강도 및 초점 조절 장치를 사용하여 신호를 미세 조정하여 선명한 디스플레이를 만든다.
3. "좌우" 스위치를 사용하여 상단 페데스탈을 이동, 신호 스파이크 중 하나가 중앙에 오도록 한다.
4. 조, 미세 지연 제어 장치를 사용하여 하단 트레이스의 페데스탈을 이동, 두 번째 신호를 중앙에 배치한다.
5. 스위프 속도를 높여가며 (2, 3단계) 트레이스 속도를 빠르게 하여, 페데스탈로 윤곽이 지정된 섹션이 전체 트레이스를 채우도록 한다.
6. 스위프 속도 4단계에서 신호를 단일 트레이스에 중첩, 이득 및 증폭기 밸런스 제어 장치를 사용하여 두 트레이스를 완벽하게 정렬한다.
7. 스위프 속도 5단계에서, 시간 기준 발생기에서 생성된 전자 눈금을 이용하여 두 신호 사이의 지연 시간을 측정한다. (눈금 핍 간격: 10마이크로초)
8. 스위프 속도 6, 7단계에서 눈금 간격을 넓혀가며(각각 50, 500 마이크로초) 측정을 반복한다.
9. 각 단계에서 측정된 차이를 합산하여 총 지연 시간을 계산한다.
이후, 수신기 장치는 지속적으로 개선되었다. 예를 들어, AN/APN-9는 수신기와 디스플레이를 통합하여 무게를 크게 줄였다.[22] 시간이 지나면서 자동화된 수신기가 개발되어 측정 과정이 간소화되었으며, 위치 정보를 직접 표시하는 기능도 추가되었다.
3. 3. 범위 및 정확도
로란-A의 유효 범위는 주간에 약 500nmi였고, 야간에는 천파를 이용하여 1200nmi까지 확장되었다.[1] 하지만 야간에는 신호 감쇄로 인해 범위가 350nmi로 줄어들기도 했다.[1]로란-A의 정확도는 신호 품질과 운영자의 숙련도에 크게 좌우되었다.[2] 복잡한 신호 패턴 때문에 해석이 필요했고, 이는 정확도에 영향을 미쳤다. 실제 측정 결과, 일본에서 티니안까지 약 2253.08km 거리에서 평균 정확도는 28miles로, 범위의 약 2% 오차를 보였다.[2] 즉, 장거리에서는 기선 거리가 짧아짐에 따라 선들의 패턴이 평행해져 교차각이 작아지면서 정확도가 감소했다.[3]
3. 4. AT 및 이동형 로란
AT 로란(Air Transportable LORAN)은 전선이 이동함에 따라 신속하게 설치할 수 있도록 제작된 경량 로란 송신기 세트였다.[7] 운용 방식은 일반 로란과 동일했지만, 해당 지역에 해도(海圖)가 없는 경우가 많아 현장에서 직접 해도(海圖)를 제작해야 했다.[7] 트럭에 장착된 이동형 로란 시스템도 개발되어 운용되었다.[7]4. 로란-C 이후
태평양 전쟁 동안 선박과 항공기는 로란(LORAN)을 광범위하게 사용했다. 특히 로란의 정확도 덕분에 항공기는 장시간 임무 후 기지를 찾기 위해 추가 연료를 덜 실을 수 있었고, 이는 폭탄 적재량 증가로 이어졌다. 제2차 세계 대전이 끝날 무렵에는 72개의 로란 기지가 있었고 75,000개가 넘는 수신기가 사용되었다.[11]
전후 한국 전쟁 발발 이후 일본과 한국 부산에 새로운 체인이 건설되는 등 로란 시스템은 더욱 확장되었다. 중국 공산 혁명 이전에는 중국에도 체인이 설치되어 최소 1990년대까지 운영되었다. 1965년에는 포르투갈과 아조레스 제도에 체인이 추가되어 대서양 중앙부에 대한 적용 범위를 넓혔다.[12]
로란C는 주국과 종국에서 100kHz 주파수 대역의 펄스파를 발사하며, 최대 유효 거리는 약 2,300해리, 정확도는 약 30~300m이다. 로란C는 북태평양 연안 지역, 북미 대륙, 북대서양 연안 지역 및 기타 일부 지역에 설치되었다.
전지구측위시스템(GPS)의 정비 진척에 따라 미국 외 지역의 로란 운영은 폐지되었고, 미국 연방 해안 경비대와 캐나다 연방 해안 경비대가 운영하던 북아메리카 대륙에서는 2010년에 폐지되었다.[11][12]
4. 1. eLORAN
전지구측위시스템(GPS)의 취약성에 대한 인식이 높아지면서, 로란의 개선된 버전인 eLORAN (enhanced LORAN) 개발이 진행되고 있다.[21] eLORAN은 수신기 설계와 송신 특성을 개선하여 정확도를 ± 8미터 수준으로 향상시켰다.[22] 이는 일반 GPS와 경쟁할 수 있는 수준이다.eLORAN은 차분 GPS(DGPS) 보정과 같은 추가 정보를 송신할 수 있는 추가 펄스를 포함한다.[23] eLORAN 수신기는 "All in view" 수신 기술을 사용하여 범위 내 모든 기지국 (최대 40개)에서 오는 시간 신호 및 기타 데이터를 통합하여 위치 정확도를 높인다.[23] GPS를 사용할 수 없거나 성능이 저하된 상황에서 GPS를 대체할 수 있는 시스템이다.[23]
로란은 장파장이기 때문에 큰 안테나가 필요하여 휴대용 기기에 탑재하기 어렵다고 알려져 왔다. 그러나 유럽우주국(ESA)는 MILOR (소형 저주파 직교 수신기) 안테나 설계를 사용하여 무게와 크기를 대폭 줄이는 데 성공하였고, 55mm 사각형의 수신기가 시제품으로 제작되었다.[24]
2007년 5월 31일, 영국 교통부(DfT)는 전국 등대 협회(GLA)를 통해 영국과 서유럽에서 선원의 안전 향상을 위해 최신 eLORAN 서비스를 제공하는 15년 계약을 체결했다.[25] 계약은 두 단계로, 2007년부터 2010년까지는 개발 작업 및 eLORAN 서비스 제공에 관한 유럽 협정에 중점을 두고, 2010년부터 2022년까지는 eLORAN 서비스의 완전 운영이 이루어진다. 최초의 eLORAN 송신기는 영국 컴브리아(Cumbria)의 안쏜 라디오 방송국에 있으며, 바브콕 인터내셔널(Babcock International)에서 운영한다.[25]
영국 정부는 GPS 전파 방해 위협에 대응하기 위해 영국 남부 및 동부 해안가에 7개의 차등 eLORAN 선위 기술국 건설을 승인했다.[26] 2014년 여름에 최초 운영 능력에 도달할 것으로 예상되었다.[26] 2014년 10월 31일, 영국 및 아일랜드의 전국 등대 협회(GLAs)는 영국의 해상용 eLORAN이 최초 운영 능력에 도달했다고 발표했다. 7개의 차등 기준국은 저주파 펄스를 통해 eLORAN 수신기를 장착한 선박에 추가적인 위치, 항해, 시간(PNT) 정보를 제공한다. 이 지역은 2020년 연간 교통량이 20만 척으로 예상되는 세계에서 가장 선박 운항이 많은 지역 중 하나이며, GPS 장애 발생 시 항해 안전 확보에 도움이 된다.
프랑스와 노르웨이는 2015년 12월 31일부로 로란(LORAN) 송신을 중단하기로 결정했고, 영국 역시 같은 달 초에 eLORAN 서비스 중단을 발표했다.
한국은 북한으로부터 빈번하게 GPS 전파 방해를 받고 있어, 대응책으로 eLORAN에 주목하고 있다. eLORAN 개발자는 GPS보다 약 130만 배 강한 신호를 가지고 있으며, 장파장 때문에 긴 안테나와 고출력 송신기가 필요하여 방해가 어렵다고 주장한다.[27] 그러나 기지국 건설에 광대한 토지가 필요하여 강화도 주민들의 반발을 사고 있다.[27] 2020년 7월, 매사추세츠주 빌레리카의 UrsaNav는 한국 인천 인근에 시험용 eLORAN 시스템을 공급 및 설치하는 계약을 체결하고, 9월 GPS 방해 하에서도 측위에 성공했다.[28]
4. 2. 각국의 eLORAN 개발 현황
영국은 전지구측위시스템(GPS) 전파 방해 위협에 대응하기 위해 eLORAN 시스템 구축을 추진했으나, 프랑스와 노르웨이의 로란 송신 중단 결정으로 인해 2015년 12월 31일부로 eLORAN 서비스를 중단했다.[26]한국은 북한의 GPS 전파 교란에 대응하기 위해 eLORAN 시스템 도입을 적극적으로 추진하고 있다. eLORAN 개발자는 GPS보다 약 130만 배 강한 신호를 가지고 있으며, 장파장 때문에 긴 안테나와 고출력 송신기가 필요하여 방해가 어렵다고 주장한다.[27] 2020년 7월, 미국 매사추세츠주 빌레리카의 UrsaNav는 인천 인근에 시험용 eLORAN 시스템을 공급 및 설치하는 계약을 체결하고, 9월 GPS 방해 하에서도 측위에 성공했다.[28] 다만, 기지국 건설에 필요한 넓은 부지 문제로 인해 강화도 주민들의 반발을 사고 있다.[27]
5. 한국의 로란 운용 역사
한국 전쟁 이후 항법 시스템이 제대로 갖춰지지 않았던 대한민국에서 선박과 항공기의 안전 운항을 위해 로란이 도입되었다.
1960년대 초, 대한민국은 미국으로부터 로란-A 장비를 도입하여 포항, 부산, 울릉도 등 동해안 지역에 설치하였다. 이는 당시 대한민국 연근해를 운항하는 선박과 항공기의 위치 파악에 중요한 역할을 하였다.
이후 1990년대 GPS 시스템이 도입되기 전까지 대한민국에서는 로란-C 시스템이 주로 사용되었다. 대한민국은 일본, 중화인민공화국, 러시아 연방과 함께 극동 전파 항법 업무 협정(FERNS 협정)을 체결하여 로란-C 시스템을 공동 운영하였다.[20] 그러나 일본이 2015년 국내 모든 로란-C 국을 폐지함에 따라 이 협정에서 탈퇴하면서,[20] 대한민국도 로란-C 운용을 중단하고 GPS 시스템으로 전환하였다.
5. 1. 로란-A
펄스파를 발사하며, 최대 유효 거리는 주간 약 700해리, 야간 약 1400해리이다.[6] 1955년부터 일본에서 운용이 시작되었고,[9] 1997년 5월 9일에 폐지되었다.[10]다음은 1997년 5월 9일에 모두 폐지된[10] 일본의 로란-A국이다.
| 로란-A국 이름 |
|---|
| 마쓰마에 로란 A국 (松前ロランA局) |
| 쓰시마 로란 A국 (対馬ロランA局) |
| 요나고 로란 A국 (米子ロランA局) |
| 니가타 로란 A국 (新潟ロランA局) |
| 노마이케 로란 A국 (野間池ロランA局) |
| 케이사지 로란 A국 (慶佐次ロランA局) |
| 미야코지마 로란 A국 (宮古島ロランA局) |
5. 2. 로란-C
로란-C는 주국과 종국에서 100kHz 주파수 대역의 펄스파를 발사하며, 최대 유효 거리는 약 2,300해리, 정확도는 약 30~300m이다. 로란-C는 북태평양 연안, 북미 대륙, 북대서양 연안 및 기타 일부 지역에 설치되었다.GPS 정비가 진행됨에 따라 미국 외 지역의 로란-C 운영은 폐지되었고, 미국 연방 해안 경비대와 캐나다 연방 해안 경비대가 운영하던 북아메리카 대륙에서는 2010년에 폐지되었다.[11][12]
일본에서는 로란-C를 이용하는 선박이 많아, 미국이 폐지함에 따라 해상보안청이 1991년 정비에 착수하여 1993년에 지바 로란 센터를 개설하였다. 1994년 10월 1일에는 이오지마 로란 C 주국을 폐지하고 니이지마 로란 C국을 설치하여 미국 해안경비대로부터 로란-C 운용 업무를 인계받았다.[9]
이후 2009년 12월 1일에 미나미토리시마 로란 C국[13], 2013년 2월 1일에 토카치타이 로란 C국[14]이 각각 폐지되었다. 니이지마 로란 C국은 2012년 6월 19일 헤이세이 24년 태풍 제4호에 의한 안테나 장애[16]로 장기간 발신이 중단[17]되었다가 2014년 2월 1일 폐지되었다.[18] 케이사지 로란 C국은 2015년 2월 1일 폐지[19]되면서 일본 내 로란-C 운용은 중단되었다.
세계 주요 해운국의 연계 운용을 위해 일본, 중화인민공화국, 대한민국, 러시아 연방 4개국은 극동 전파 항법 업무 협정(FERNS 협정)을 체결하였으나, 일본은 국내 모든 로란-C 국의 폐지에 따라 2015년 이 협정에서 탈퇴하였다.[20]
| 폐지된 로란-C 국 | 폐지일 |
|---|---|
| 이오지마 로란 C 주국 | 1994년 10월 1일 |
| 미나미토리시마 로란 C국 | 2009년 12월 1일 |
| 토카치타이 로란 C국 | 2013년 2월 1일 |
| 니이지마 로란 C국 | 2014년 2월 1일 |
| 케이사지 로란 C국 | 2015년 2월 1일 |
6. 정확도 비교
(수평/수직)