Beacon Geolocation Scheme of COSPAS-SARSAT System for Heavy Disaster Environment

다중 재난 상황에 적합한 COSPAS-SARSAT 탐색구조 비컨 위치추정 기법

  • 김재현 (한국전자통신연구원 위성무선융합연구부 위성항법연구실) ;
  • 이상욱 (한국전자통신연구원 위성무선융합연구부 위성항법연구실) ;
  • 신천식 (한국전자통신연구원 위성무선융합연구부 위성항법연구실) ;
  • 안우근 (국방과학연구소 제3기술연구본부)
  • Received : 2015.12.15
  • Accepted : 2015.12.24
  • Published : 2015.12.31

Abstract

The COSPAS-SARSAT committee decides MEOSAR (Medium-Earth Orbit for search and rescue) service development for installing 406MHz SAR instruments on their respective MEO navigation satellite system of the United States, EU, and Russia, since 2000. The transmitted beacon signal is separately arrived by satellites with different FOA (Frequency of Arrival) and TOA (Time of Arrival). It is directly transferred to MEOLUT. In MEOLUT, a LUT track at least 3 or 4 satellites simultaneously and estimate location of beacon using time difference of arrival (TDOA) and frequency difference arrival (FDOA). But the transmitted distress signals may be overlapped each other because the distress beacons transmit signal on mean interval of 50 seconds in arbitrary time. It's difficult that simultaneously estimate location of beacon by current scheme for several overlapped distress signal. So we use cross ambiguity function (CAF) Map algorithm and present Multi-CAF MAP scheme in order to satisfy performance requirement of system. The performance is analyzed for COSAPS-SARSAT MEOSAR.

COSPAS-SARSAT 위원회에서는 2000년 이후부터 새롭게 발사되는 미국, EU, 러시아의 중궤도 항법위성에 탐색구조 탑재체를 탑재하여 중궤도 탐색구조(MEOSAR) 서비스를 제공키로 결정하였다. 비컨에서 송출되는 조난신호는 비컨 상공의 각 위성들에 각기 다른 도달시간과 도플러 주파수를 가지고 도달하며, 이를 바로 중궤도 수신국(MEOLUT)으로 전달한다. 중궤도 수신국에서는 적어도 3~4개의 위성을 동시에 추적하여 조난신호를 전달받고, 조난신호 간 TDOA(Time Difference of Arrival)와 FDOA(Frequency Difference of Arrival)를 이용하여 비컨의 위치를 추정한다. 그러나 비컨은 임의의 시간에 50초 간격으로 조난신호를 송출하므로, 대형 조난상황에서 비컨 신호가 겹치는 현상이 나타날 수 있고, 겹쳐진 비컨 신호들을 COSPAS-SARSAT에서 개발하고 있는 현재 방식으로 모든 비컨 위치를 추정하는 것은 어렵다. 따라서 여기에서는 이를 해결하기 위한 방안으로 CAF MAP 알고리즘을 소개하고, COSPAS-SARSAT 시스템의 성능 요구사항을 만족시킬 수 있도록 MCAF MAP 기법을 제안하고, 그 성능을 나타낸다.

Keywords

References

  1. http://www.cospas-sarsat.org
  2. COSPAS-SARSAT Document C/S R.012, "COSPASSARSAT 406MHz MEOSAR Implementation Plan Issue 1", Oct. 2012.
  3. 김재현, 이상욱, 김재훈, 안우근,"중궤도 탐색구조 시스템에서의 다중 CAF MAP 위치추정 기법" 한국위성정보통신학회 국내학술발표대회 논문집, 제1권 1호, 2015년 6월
  4. 김재현, 이상욱, 안우근,"다중 CAF MAP에서 DOP에 따른 위치추정 성능분석" KGS 2015, 2015년 11월
  5. Jaehyun Kim, Sanguk Lee, and Woo-Geun Ahn, "Multi-CAF MAP Performance Analysis in COSPAS-SARSAT MEOSAR", ISGNSS 2015, Sep. 2015.
  6. S. Stein, "Algorithm for Ambiguity function processing" IEEE transactions vol. 29, No 3, Jun 1981.
  7. Glenn D. Hartwell, "Improved Geo-spatial Resolution using a Modified Approach to the Complex Ambiguity Function (CAF)", Master's Thesis, Naval Postgraduate School, Sep 2005.
  8. https://www.itu.int/rec/R-REC-P.619/en