G1111-7 무선방향탐지기(RDF) 요구사항 작성 (요약·한영 대역)
원문: IALA Guideline G1111-7, Producing Requirements for Radio Direction Finders, Edition 1.0 (2022년 12월) · 번역: 장은규 교수
핵심 요약
- 문서의 위치: G1111-7은 G1111(VTS 시스템 및 장비의 기능·성능 요구사항 수립)을 상위 문서로 하는 G1111 시리즈(G1111-1~9) 중 무선방향탐지기(RDF)를 다루는 하위 가이드라인이다. VTS 제공기관이 RDF를 이해하고, 무선방향탐지 서비스를 설계하며, 그 기능·성능 요구사항을 명세하도록 돕는다. 요구사항은 G1150의 위험평가 기반 접근을 따르는 것이 바람직하다.
- RDF의 역할과 도입 판단: RDF는 송신국의 방위만 지시하므로 위치를 추정하려면 적절히 배치된 RDF가 2기 이상 필요하다. VTS 관제사에게 위치나 방위선을 시각적으로 보여 주어 공간 인식을 크게 높인다. AIS를 탑재하지 않은 비SOLAS 선박과 레저선박의 존재, 관할구역의 범위, 항로표지 분포, 잡음 수준 등 전파 환경을 고려하여 도입 필요성을 판단하는 것이 바람직하다.
- 커버리지와 교차각: 2기 이상의 RDF로 위치를 확인하려면 방위선이 90º에 가깝게 교차하여야 한다. 교차각이 90º에서 벗어나면 위치 정확도가 급격히 나빠지고, 0º나 180º에서는 위치 추정이 불가능하다. 커버리지는 현장 조사와 성능 계산(안테나 높이에 따른 VHF 도달거리, 각종 손실, 전파 조건, 기상 영향)을 결합하여 판단하도록 권장한다.
- 방위 정확도: 가장 중요한 성능 지표이다. 장비 사양은 보통 ≤ 5˚에서 ≤ 2˚ 사이이며 ≤ 1° RMS를 내는 장비도 있다. 다중경로 반사, 수신 신호 세기, 안테나 주변 환경이 실제 정확도를 떨어뜨리므로 직경 2.5 m 이상의 광개구 안테나와 현장 교정이 도움이 된다. 신호 검출에서 표시 출력까지 지연은 1.5초 미만을 목표로 하고 2초를 넘지 않는 것이 바람직하다.
- 주파수와 채널: 주파수 범위는 최소한 국제전파규칙 부록 18의 국제 해상 VHF 대역(156.0125~162.0375 MHz)과 일치하는 것이 바람직하며, SAR 책임이 있으면 121.5 MHz(민간)와 243 MHz(군용) 호밍 주파수가 필요할 수 있다. 수신기는 채널 원격 선택, 사전 지정 목록 자동 스캔, 전 수신기 방위 동시 출력, 원격 접속·시험·진단을 최소한 갖추는 것이 바람직하다.
- 알고리즘과 SAR: 제조사는 진폭 비교 또는 위상 비교 원리를 쓰며, 도플러, 상관 간섭계, 왓슨와트(애드콕) 방식이 소개된다. EPIRB·ELT 호밍 신호는 매우 약하여(최대 5 W·500 ms 또는 100 mW 연속) 원거리 탐지가 어렵다.
- 설치·통합·교정: 안테나는 회전·비틀림이 없는 매우 안정된 지지대에 설치하고, 레이더 안테나나 PTZ CCTV 같은 회전체와 안전거리를 두며, 반사나 차폐를 일으키지 않게 낙뢰 보호를 하는 것이 바람직하다. 대부분 IP 기반이며, 원격 접속 가능한 자체 시험 기능을 갖추는 것이 바람직하다. 교정은 공장 인수시험과 현장 인수시험에서 하고, 운영 중에는 기회 표적으로 레이더·AIS와 비교 검증한다. UTM 투영 화면에서는 보정하지 않으면 0~2.4도의 계통 오차가 생길 수 있다.
실무 시사점
이 가이드라인은 RDF 도입과 교체 사업에서 사양서에 담아야 할 항목을 구체적으로 제시한다. 첫째, RDF 국소 배치는 커버리지보다 교차각을 먼저 검토하여야 한다. 주요 운영 해역에서 두 방위선이 90º에 가깝게 교차하도록 국소를 고르지 않으면 장비 정확도가 높아도 위치 추정이 크게 나빠지므로, 그림 1과 같은 성능 계산과 현장 조사를 기본 설계 단계에서 함께 수행하는 것이 바람직하다. 둘째, 사양서에는 방위 정확도(예: RMS 기준), 검출에서 표시까지 지연(1.5초 목표, 2초 이내), 주파수 범위, 동시 감시 채널 수, 원격 진단 기능을 수치와 함께 명시하고, SAR 업무를 맡는다면 121.5 MHz 지원 여부를 따로 정해 두어야 한다. 셋째, 같은 철탑에 레이더나 PTZ 카메라를 함께 두는 경우 이격 거리와 반사 영향을 제조사 지침에 따라 확인하여야 한다. 넷째, 운영 중에는 VTS 관제사가 기회 표적의 RDF 방위를 레이더·AIS와 비교하여 성능을 점검하고, 화면 투영법(UTM 등)에 따른 계통 오차가 보정되어 있는지 확인해 두는 것이 바람직하다. 시스템 전체의 요구사항 수립 절차와 인수 체계는 G1111과 G1111-9를 함께 보아야 한다.
한영 대역 전문
왼쪽은 원문(영문), 오른쪽은 국문 번역이다. 반복되는 머리말·꼬리말·쪽 번호와 목차의 쪽 번호는 생략하였다. 원문의 명백한 오탈자는 영문 쪽에 원문 그대로 두고 국문 쪽에 ※로 표시하였다.
Front matter · 표지
IALA GUIDELINE G1111-7
PRODUCING REQUIREMENTS FOR RADIO DIRECTION FINDERS
Edition 1.0, December 2022
urn:mrn:iala:pub:g1111-7:ed1.0
International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouse Authorities
Association Internationale de Signalisation Maritime
10, rue des Gaudines – 78100 Saint Germain en Laye, France
IALA 가이드라인 G1111-7
무선방향탐지기(RDF) 요구사항 작성
제1.0판, 2022년 12월
urn:mrn:iala:pub:g1111-7:ed1.0
국제항로표지기구(IALA)
프랑스 생제르맹앙레(Saint-Germain-en-Laye) 소재
Document Revision · 문서 개정 이력
Revisions to this document are to be noted in the table prior to the issue of a revised document.
이 문서의 개정 사항은 개정 문서를 발행하기 전에 아래 표에 기록한다.
| 일자 (Date) | 세부 내용 (Details) | 승인 (Approval) |
|---|---|---|
| 2022년 12월 | 최초 발간. 가이드라인 G1111의 각 절을 대폭 개정하여 하위 가이드라인 G1111-1부터 G1111-9까지로 나누었다. (First issue. Major revision of Guideline G1111 sections, divided into sub-guidelines G1111-1 to G1111-9.) | 제76차 이사회 (Council 76) |
Contents · 목차
1. Introduction
1.1 General terms
2. Operational overview
3. Producing functional and performance requirements
3.1 Area of coverage
3.2 Bearing accuracy
3.3 Frequency range
3.4 Number of simultaneously monitored VHF channels
3.5 AlgorIthms
3.6 Search and rescue (SAR) functionality
3.7 Specific design, configuration, installation and maintenance considerations
4. Definitions
4.1 General terms
4.2 Specific IALA Definitions
5. Abbreviations
6. References
List of Figures: Figure 1 Radio direction finder performance
1. 서론
1.1 일반 용어
2. 운영 개요
3. 기능 및 성능 요구사항의 작성
3.1 커버리지 구역
3.2 방위 정확도
3.3 주파수 범위
3.4 동시 감시 VHF 채널 수
3.5 알고리즘
3.6 수색구조(SAR) 기능
3.7 설계, 구성, 설치 및 유지보수에 관한 특정 고려사항
4. 정의
4.1 일반 용어
4.2 IALA 특정 정의
5. 약어
6. 참고문헌
그림 목록: 그림 1 무선방향탐지기 성능
※ 목차의 1.1 제목(General terms)은 본문의 1.1 제목(The IALA G1111 Guideline Series)과 다르며, 목차의 4.1·4.2는 본문에 따로 나오지 않는다. 원문 그대로 옮겼다.
1. Introduction · 1. 서론
This Guideline presents a common source of information to assist VTS providers in the understanding of radio direction finders (RDF), supporting the design of a radio direction finding service and its contribution to the VTS traffic image (situational awareness) as well as guidance of how the VTS provider should specify the associated functional and performance requirements.
이 가이드라인은 VTS 제공기관이 무선방향탐지기(RDF)를 이해하도록 돕는 공통 정보원을 제시한다. 이는 무선방향탐지 서비스의 설계와 그것이 VTS 교통 영상(상황 인식)에 기여하는 바를 뒷받침하며, VTS 제공기관이 관련 기능 및 성능 요구사항을 어떻게 명세하는 것이 바람직한지에 대한 지침도 제공한다.
1.1. The IALA G1111 Guideline Series · 1.1 IALA G1111 가이드라인 시리즈
This sub-Guideline is one of the G1111 series of guideline documents. The purpose of the G1111 series is to assist the VTS provider in preparing the definition, specification, establishment, operation, and upgrades of a VTS system.
이 하위 가이드라인은 G1111 시리즈 가이드라인 문서 중 하나이다. G1111 시리즈의 목적은 VTS 제공기관이 VTS 시스템의 정의, 명세, 구축, 운영 및 성능 개선을 준비하는 것을 돕는 데 있다.
The documents address the relationship between the operational requirements and VTS system performance (technical) requirements and how these reflect into system design and sub system requirements.
이 문서들은 운영 요구사항과 VTS 시스템 성능(기술) 요구사항 사이의 관계, 그리고 이것이 시스템 설계와 하위 시스템 요구사항에 어떻게 반영되는지를 다룬다.
The G1111 series of guideline documents present system design, sensors, communications, processing, and acceptance, without inferring priority. The guideline documents are numbered and titled as follows:
- G1111 Establishing Functional & Performance Requirements for VTS Systems and Equipment
- G1111-1 Producing Requirements for the Core VTS System
- G1111-2 Producing Requirements for Voice Communications
- G1111-3 Producing Requirements for RADAR
- G1111-4 Producing Requirements for AIS
- G1111-5 Producing Requirements for Environment Monitoring Systems
- G1111-6 Producing Requirements for Electro Optical Systems
- G1111-7 Producing Requirements for Radio Direction Finders
- G1111-8 Producing Requirements for Long Range Sensors
- G1111-9 Framework for Acceptance of VTS Systems
G1111 시리즈 가이드라인 문서는 시스템 설계, 센서, 통신, 처리 및 인수를 다루며, 그 순서가 우선순위를 뜻하지는 않는다. 가이드라인 문서의 번호와 제목은 다음과 같다.
- G1111 VTS 시스템 및 장비의 기능 및 성능 요구사항 수립
- G1111-1 핵심 VTS 시스템 요구사항 작성
- G1111-2 음성통신 요구사항 작성
- G1111-3 레이더(RADAR) 요구사항 작성
- G1111-4 AIS 요구사항 작성
- G1111-5 환경 감시 시스템 요구사항 작성
- G1111-6 전자광학 시스템 요구사항 작성
- G1111-7 무선방향탐지기 요구사항 작성
- G1111-8 장거리 센서 요구사항 작성
- G1111-9 VTS 시스템 인수 체계
2. Operational Overview · 2. 운영 개요
This Guideline considers application of RDF to VTS areas of responsibility. These areas may vary in the types of risks, vessels and their interactions as well as the required sensor ranges.
이 가이드라인은 VTS 관할구역에 대한 RDF의 적용을 다룬다. 관할구역은 위험의 유형, 선박과 선박 간 상호작용, 그리고 요구되는 센서 탐지거리에 따라 다양할 수 있다.
Radio direction finders (RDF) are a sensor system that supports VTS and SAR operation by indicating the direction/bearing to a transmitting station. Since a n RDF only indicates the bearing of the transmitting station relative to the RDF sensor location, two or more appropriately located RDFs are needed to estimate the position of the transmitting station. In essence RDF provides a visual indication of position or bearing line for the VTS operator (VTSO)O and significantly improves spatial awareness.
무선방향탐지기(RDF)는 송신국의 방향 또는 방위를 지시함으로써 VTS와 수색구조(SAR) 업무를 지원하는 센서 시스템이다. RDF는 RDF 센서 위치를 기준으로 한 송신국의 방위만을 지시하므로, 송신국의 위치를 추정하려면 적절히 배치된 RDF가 2기 이상 필요하다. 요컨대 RDF는 VTS 관제사(VTSO)에게 위치 또는 방위선을 시각적으로 표시해 주며, 공간 인식을 크게 향상시킨다.
※ 원문 "a n RDF", "(VTSO)O"는 오탈자로 보인다.
The necessary functional and performance requirements may differ throughout the geographical area of VTS responsibility and as such they should align to the risks being mitigated and to facilitate VTS operations. For example, RDF can be particularly effective in high volume transit areas or a Traffic Separation System (TSS) where vessels are continuously reporting in to VTS providers even if the VTSO only sees a bearing line.
필요한 기능 및 성능 요구사항은 VTS 관할 지리적 구역 전체에 걸쳐 서로 다를 수 있으므로, 경감하려는 위험에 맞추고 VTS 운영을 원활하게 하도록 정하는 것이 바람직하다. 예를 들어 RDF는 선박이 VTS 제공기관에 지속적으로 보고하는 통항량이 많은 구역이나 통항분리제도(TSS)에서 특히 효과적일 수 있으며, 이는 VTS 관제사가 방위선만 보는 경우에도 마찬가지이다.
※ TSS는 통상 Traffic Separation Scheme을 가리키나, 원문은 "System"으로 표기하였다.
VTS providers should consider the need for an RDF system based on the type of traffic in the VTS area, such as the presence of non-SOLAS class vessels and recreational vessels that do not carry an AIS transponder (assuming the VTS is able to receive AIS data). VTS providers should also consider other factors such as:
- the features of the VTS area, such as extent of area of responsibility and availability and distribution of Marine Aids to Navigation; and
- radio environment such as noise floor, presence of other transmitters.
VTS 제공기관은 VTS 구역의 교통 유형, 예컨대 AIS 트랜스폰더를 탑재하지 않은 비SOLAS 선박과 레저선박의 존재 여부(VTS가 AIS 데이터를 수신할 수 있다고 가정할 때)에 근거하여 RDF 시스템의 필요성을 검토하는 것이 바람직하다. VTS 제공기관은 다음과 같은 다른 요소도 검토하는 것이 바람직하다.
- 관할구역의 범위, 항로표지의 가용성과 분포 등 VTS 구역의 특성
- 잡음 하한(noise floor), 다른 송신기의 존재 등 전파 환경
When a RDF system is assessed as being necessary, the VTS provider should, at least, consider the following:
- The required RDF coverage area, based on:
- possible RDF location(s);
- waterway structure and navigational hazards;
- the types of ships to be detected; and
- expected meteorological conditions.
- The required bearing accuracy
- Presence of 3rd party sources of electrical and RF noise
- The required frequency range of the RDF equipment (this may e.g. include frequencies used for SAR)
- The number of simultaneously monitored VHF channels
- RF path across land and sea which can degrade performance
- Other influencing factors, such as obstructions in the line of sight as well as objects behind the RDF aerial and the presence of potential reflective surfaces, which may reduce the performance of an RDF system
RDF 시스템이 필요하다고 평가된 경우, VTS 제공기관은 최소한 다음 사항을 검토하는 것이 바람직하다.
- 다음에 근거한 필요 RDF 커버리지 구역
- 가능한 RDF 설치 위치
- 수로 구조와 항행 위험요소
- 탐지 대상 선박의 유형
- 예상되는 기상 조건
- 필요한 방위 정확도
- 제3자에 의한 전기적 잡음과 RF 잡음원의 존재
- RDF 장비에 필요한 주파수 범위(예: SAR에 쓰이는 주파수가 포함될 수 있다)
- 동시에 감시하는 VHF 채널의 수
- 성능을 저하시킬 수 있는 육상과 해상에 걸친 RF 전파 경로
- 그 밖의 영향 요소. 예컨대 가시선상의 장애물, RDF 안테나 뒤쪽의 물체, 잠재적 반사면의 존재 등은 RDF 시스템의 성능을 떨어뜨릴 수 있다.
3. Producing Functional and Performance Requirements · 3. 기능 및 성능 요구사항의 작성
The requirements should be based on the high level approach described in IALA Guideline G1150 Establishing, Planning and Implementing VTS. This concluded that the feasibility study on risk should specify the risks within the interested area and the means to address or mitigate such risks.
요구사항은 IALA 가이드라인 G1150 「VTS의 설치, 계획 및 이행」에 기술된 상위 수준 접근 방식에 근거하는 것이 바람직하다. G1150은 위험에 관한 타당성 조사에서 대상 구역 내의 위험과 그 위험을 다루거나 경감하는 수단을 명시하여야 한다고 결론지었다.
3.1. Area of Coverage · 3.1 커버리지 구역
The RDF coverage area needs to be consistent with the results of risk assessment and possible VTS responsibilities for SAR. Factors affecting the detection performance of RDF systems, including potential interference and propagation characteristics, should be taken into account as well as special local conditions, such as heavy rainfall.
RDF 커버리지 구역은 위험평가 결과 및 VTS가 맡을 수 있는 SAR 책임과 일치하여야 한다. 잠재적 간섭과 전파 특성을 포함하여 RDF 시스템의 탐지 성능에 영향을 주는 요소와 함께, 집중호우 같은 특수한 지역 조건도 고려하는 것이 바람직하다.
In order to allow confirmation of the position of a transmitting station in the main area of operation with two or more RDF stations, the bearing angles on target should cross close to 90º (the position accuracy with two or more RDF stations degrades very rapidly when the bearing angles do not cross at 90º; in the extreme cases of 0º and 180º crossing angles no position estimation is possible). This may pose significant restrictions on the potential locations of the RDF stations. The recommended method for determination of RDF coverage and range performance is a combination of site inspections and RDF system performance calculations. See Figure 1 which provides an example of such a calculation.
주요 운영 구역에서 2기 이상의 RDF국으로 송신국의 위치를 확인할 수 있으려면, 표적에 대한 방위선이 90º에 가깝게 교차하는 것이 바람직하다(2기 이상의 RDF국에 의한 위치 정확도는 방위선이 90º로 교차하지 않으면 매우 빠르게 저하되며, 교차각이 0º 또는 180º인 극단적인 경우에는 위치 추정이 불가능하다). 이는 RDF국의 설치 후보지에 상당한 제약이 될 수 있다. RDF 커버리지와 탐지거리 성능을 결정하는 권장 방법은 현장 점검과 RDF 시스템 성능 계산을 결합하는 것이다. 그러한 계산의 예는 그림 1을 참조한다.
The evaluation should include:
- calculation of VHF Radio Range based on RDF antenna height and minimal VHF antenna height on the target of interest;
- calculation of all applicable losses (target's VHF transceiver power, required RDF sensitivity, losses in VHF cable etc.);
- evaluation of the effects from propagation conditions and obstructions; and
- influence of meteorological conditions.
The calculations may be supplemented by comparison and/or validation test.
평가에는 다음이 포함되는 것이 바람직하다.
- RDF 안테나 높이와 대상 표적의 최소 VHF 안테나 높이에 근거한 VHF 무선 도달거리 계산
- 적용 가능한 모든 손실의 계산(표적의 VHF 송수신기 출력, 필요한 RDF 감도, VHF 케이블 손실 등)
- 전파 조건과 장애물의 영향 평가
- 기상 조건의 영향
계산은 비교 시험 및/또는 검증 시험으로 보완할 수 있다.
Distinguish between less critical areas covered by a single DF only for directional information and areas with accurate geolocation covered by at least two direction finders. Site survey has been mentioned but not only obstacles shall be considered, nearby radio transmitters / radar antennas are even more critical.
방향 정보만을 위해 단일 방향탐지기(DF)로 커버하는 덜 중요한 구역과, 최소 2기의 방향탐지기로 커버하여 정확한 위치 결정이 가능한 구역을 구분한다. 현장 조사는 앞에서 언급하였으나, 장애물만 고려하여서는 안 되며 인근의 무선 송신기나 레이더 안테나가 오히려 더 중요하다.
Figure 1 Radio direction finder performance
[Figure: map-based calculation example showing contour lines of position performance for three RDF stations (RDF Bembridge, RDF Calshot, RDF Eastney), plotted on UTM (30N) coordinates with a colour scale of 0 to 500.]
그림 1 무선방향탐지기 성능
[그림: RDF국 3곳(Bembridge, Calshot, Eastney)의 위치 성능을 등고선과 색상 척도(0~500, 단위 표기 없음)로 나타낸 지도 기반 계산 예. 세 국소가 둘러싼 중앙 해역에서 값이 가장 작고(녹색), 국소를 잇는 선 부근과 바깥쪽으로 갈수록 값이 커진다. 좌표는 UTM(30N)이다.]
3.2. Bearing Accuracy · 3.2 방위 정확도
One of the most important performance parameters of the radio direction finder system is the bearing accuracy.
Besides the technical characteristics of the RDF equipment, many other factors may significantly reduce the bearing accuracy in real conditions. Therefore, the following aspects should be taken into account when assessing bearing accuracy:
무선방향탐지기 시스템의 가장 중요한 성능 파라미터 중 하나는 방위 정확도이다.
RDF 장비의 기술적 특성 외에도 여러 요소가 실제 조건에서 방위 정확도를 크게 떨어뜨릴 수 있다. 따라서 방위 정확도를 평가할 때에는 다음 사항을 고려하는 것이 바람직하다.
- The specified RDF equipment bearing accuracy. The recommended bearing accuracy depends upon the functional requirements for each particular VTS area and the reason for including a RDF as a sensor. Suppliers can provide specifications for each model but typically vary between ≤ 5˚ and ≤ 2˚. However accuracy continues to evolve with some equipment able to provide <= 1° RMS accuracy. Selectivity becomes important when monitoring channels that have similar or adjacent frequencies.
- Area of responsibility operation
- The environment of the RDF antenna
- Multipath signal propagation, caused by reflections from surrounding objects, can significantly deteriorate the bearing accuracy. DF antennas with high immunity against reflections are helpful e.g. wide-aperture antenna with at least 2.5 m diameter.
- The received signal strength. Low received signal levels may significantly reduce the bearing accuracy. Major factors affecting received signal strength are:
- distance to the target;
- RDF receiver(s) sensitivity, antenna gain and feeder losses;
- weather conditions; and
- output power and duration of transmitted signal.
- The delay between signal detection and output for presentation should aim to be less than 1.5 seconds and no more than 2 seconds.
- 명세된 RDF 장비의 방위 정확도. 권장 방위 정확도는 개별 VTS 구역의 기능 요구사항과 RDF를 센서로 포함하는 이유에 따라 달라진다. 공급자는 모델별 사양을 제시할 수 있으며, 그 값은 일반적으로 ≤ 5˚에서 ≤ 2˚ 사이이다. 그러나 정확도는 계속 발전하고 있어 일부 장비는 ≤ 1° RMS 정확도를 제공할 수 있다. 서로 비슷하거나 인접한 주파수의 채널을 감시할 때에는 선택도(selectivity)가 중요해진다.
- 관할구역 운영
- RDF 안테나의 주변 환경
- 주변 물체의 반사로 생기는 다중경로 신호 전파는 방위 정확도를 크게 저하시킬 수 있다. 반사에 대한 내성이 높은 DF 안테나, 예컨대 직경 2.5 m 이상의 광개구(wide-aperture) 안테나가 도움이 된다.
- 수신 신호 세기. 수신 신호 수준이 낮으면 방위 정확도가 크게 떨어질 수 있다. 수신 신호 세기에 영향을 주는 주요 요소는 다음과 같다.
- 표적까지의 거리
- RDF 수신기의 감도, 안테나 이득 및 급전선 손실
- 기상 조건
- 송신 신호의 출력과 지속시간
- 신호 검출부터 표시를 위한 출력까지의 지연은 1.5초 미만을 목표로 하고, 2초를 넘지 않는 것이 바람직하다.
The main cause of this delay is the internal processing of the received signal within the RDF system to achieve declared accuracy. VHF DF is particularly helpful in determining the source of jamming and interference. Active adaptive interference cancellation of maritime Tx antennas can be installed on the same mast as the DF antenna
In order to achieve the best possible performance, proper on-site calibration is essential and will mitigate against the adverse effects of some of the factors listed above.
이 지연의 주된 원인은 공표된 정확도를 달성하기 위해 RDF 시스템 내부에서 수신 신호를 처리하는 과정이다. VHF 방향탐지기는 전파 교란(재밍)과 간섭의 발생원을 찾는 데 특히 유용하다. 해상용 송신(Tx) 안테나에 대한 능동 적응형 간섭 제거 장치를 DF 안테나와 같은 마스트에 설치할 수 있다.
최선의 성능을 얻으려면 적절한 현장 교정이 필수적이며, 이는 위에 열거한 일부 요소의 부정적 영향을 줄여 준다.
※ "Active adaptive interference cancellation of maritime Tx antennas" 문장은 원문이 간략하여, 같은 마스트의 송신 안테나가 DF에 주는 간섭을 능동적으로 제거하는 장치를 함께 설치할 수 있다는 뜻으로 옮겼다.
3.3. Frequency Range · 3.3 주파수 범위
Since the main purpose of RDF is detection of VHF communication devices, the frequency range of RDF should, at least, correspond to the frequencies specified through Appendix 18 of the International Radio Regulations, for the International Maritime VHF band (156.0125 - 162.0375MHz). Additionally, support for 121.5 Mhz for homing for civilian beacons (and 243 Mhz for military) may be required if the VTS provider has a responsibility for SAR operations.
RDF의 주된 목적은 VHF 통신 기기의 탐지이므로, RDF의 주파수 범위는 최소한 국제전파규칙(Radio Regulations) 부록 18에 규정된 국제 해상 VHF 대역(156.0125~162.0375 MHz)의 주파수와 일치하는 것이 바람직하다. 또한 VTS 제공기관이 SAR 업무에 책임이 있는 경우에는 민간 비컨의 호밍용 121.5 MHz(군용은 243 MHz) 지원이 요구될 수 있다.
3.4. Number of Simultaneously Monitored VHF Channels · 3.4 동시 감시 VHF 채널 수
RDF may support simultaneous or almost simultaneous reception on multiple VHF frequencies via the use of solid state receivers which can scan multiple channels simultaneously. For example, SAR channels and VHF channel 16 may be required to be monitored simultaneously, while all other VHF working channels are monitored selectively.
RDF는 여러 채널을 동시에 스캔할 수 있는 반도체(solid state) 수신기를 사용하여 여러 VHF 주파수를 동시에 또는 거의 동시에 수신할 수 있다. 예를 들어 SAR 채널과 VHF 16번 채널은 동시에 감시하고, 그 밖의 모든 VHF 업무 채널은 선택적으로 감시하도록 요구될 수 있다.
RDF receivers should, as a minimum, include:
- remotely controlled selection of VHF channels for each receiver;
- automatic channel scan function from a pre-defined list of working channels for one or more receivers;
- simultaneous output of detected bearings for all receivers; and
- remote access and remote testing and diagnostics.
RDF 수신기는 최소한 다음 기능을 갖추는 것이 바람직하다.
- 수신기별 VHF 채널의 원격 제어 선택
- 하나 이상의 수신기에 대하여 사전에 정한 업무 채널 목록에서 자동으로 채널을 스캔하는 기능
- 모든 수신기의 탐지 방위 동시 출력
- 원격 접속 및 원격 시험·진단
3.5. Algorithms · 3.5 알고리즘
In terms of the mathematical algorithm used in RDF systems, manufacturers typically use the principles of amplitude comparison or phase comparison and each have their own characteristics for all applications.
- Doppler
Uses the doppler shift induced by a received signal and measuring the phase relationship across a number of elements in a DF receiver aerial. - Correlative interferometry
Uses phase difference from signals received across a number of elements within the DF receiver aerial - Watson-watt (or Adcock)
This method measures the phase difference between across pairs of aerials
RDF 시스템에 쓰이는 수학적 알고리즘과 관련하여, 제조사는 일반적으로 진폭 비교 또는 위상 비교의 원리를 사용하며, 각 방식은 모든 적용 분야에서 저마다의 특성을 가진다.
- 도플러(Doppler) 방식
수신 신호에 유도된 도플러 편이를 이용하며, DF 수신 안테나의 여러 소자에 걸친 위상 관계를 측정한다. - 상관 간섭계(Correlative interferometry) 방식
DF 수신 안테나 내 여러 소자에서 수신한 신호의 위상차를 이용한다. - 왓슨와트(Watson-Watt, 또는 애드콕 Adcock) 방식
안테나 쌍 사이의 위상차를 측정하는 방식이다.
※ 원문 목차의 "AlgorIthms"는 오탈자이다. 또한 왓슨와트 방식은 일반적으로 애드콕 안테나 쌍의 진폭을 비교하는 방식으로 알려져 있으나, 원문은 "위상차를 측정"한다고 기술하고 있어 원문대로 옮겼다.
3.6. Search and Rescue (SAR) Functionality · 3.6 수색구조(SAR) 기능
Where VTS providers have SAR responsibilities, additional functionality of RDF equipment may be required, such as the detection of EPIRB and ELT devices transmitting on SAR homing frequencies such as 121.5 Mhz. Note that homing signals from ELT or EPIRB devices are normally weak (max. 5 W with 500 ms duration, or only 100 mW continuously with a small antenna at sea level) and consequently are difficult to be detected at long distance.
VTS 제공기관이 SAR 책임을 지는 경우, 121.5 MHz 같은 SAR 호밍 주파수로 송신하는 EPIRB(비상위치지시용 무선표지)와 ELT(비상위치발신기)를 탐지하는 기능 등 RDF 장비의 추가 기능이 요구될 수 있다. ELT나 EPIRB의 호밍 신호는 보통 약하여(최대 5 W·지속시간 500 ms, 또는 해수면 높이의 소형 안테나로 100 mW 연속 송신에 불과) 원거리에서는 탐지하기 어렵다는 점에 유의한다.
3.7. Specific Design, Configuration, Installation and Maintenance Considerations · 3.7 설계, 구성, 설치 및 유지보수에 관한 특정 고려사항
The RDF system should be specified based upon risk and operational requirement however there are practical elements to consider such as maintenance access, lightning protection and wind load on the radio tower or mast antennas. Environmental factors such as the build-up of ice in some climates should also be a consideration.
RDF 시스템은 위험과 운영 요구사항에 근거하여 명세하는 것이 바람직하지만, 유지보수 접근성, 낙뢰 보호, 무선 철탑이나 마스트 안테나에 걸리는 풍하중 같은 실무적 요소도 고려하여야 한다. 일부 기후에서의 착빙 같은 환경 요소도 고려 대상이 되는 것이 바람직하다.
3.7.1. Antenna Installation · 3.7.1 안테나 설치
RDF antenna installation requires careful consideration, especially with regards to the site. The following aspects should be considered:
- The RDF antenna should be placed on a very stable support to avoid any rotation or torque as this directly affects RDF bearing accuracy.
- The antenna height should be sufficient for detection of VHF transmissions from the targets of interest across the coverage area.
- The presence of objects and geographic features that might cause reflections or the blocking of signals; Rotating or moving objects (like radar antennas and Pan Tilt Zoom (PTZ) CCTV) should be a safe distance from the RDF antenna (refer to the manufacturer's instructions).
- Provision of utilities such as electrical power and remote connectivity.
- Typically, a RDF antenna is placed on the very top of a mast, so special attention should be paid to lightning protection of the structure without causing reflections and/or obstruction of incoming VHF signals.
RDF 안테나 설치는 특히 설치 장소와 관련하여 신중한 검토가 필요하다. 다음 사항을 고려하는 것이 바람직하다.
- RDF 안테나는 회전이나 비틀림이 생기지 않도록 매우 안정된 지지대 위에 설치하는 것이 바람직하다. 이는 RDF 방위 정확도에 직접 영향을 주기 때문이다.
- 안테나 높이는 커버리지 구역 전체에서 대상 표적의 VHF 송신을 탐지하기에 충분한 것이 바람직하다.
- 반사나 신호 차단을 일으킬 수 있는 물체와 지형지물의 존재. 회전하거나 움직이는 물체(레이더 안테나, 팬틸트줌(PTZ) CCTV 등)는 RDF 안테나와 안전한 거리를 두는 것이 바람직하다(제조사 지침 참조).
- 전원, 원격 연결 등 기반 설비의 제공
- 일반적으로 RDF 안테나는 마스트의 맨 꼭대기에 설치하므로, 들어오는 VHF 신호에 반사나 차단을 일으키지 않으면서 구조물을 낙뢰로부터 보호하는 데 특별히 주의하는 것이 바람직하다.
3.7.2. System Integration · 3.7.2 시스템 통합
VTS providers should be aware that most RDF systems are IP-based and use common standards and format to allow integration and presentation on to the traffic image.
VTS 제공기관은 대부분의 RDF 시스템이 IP 기반이며, 교통 영상에 통합·표시할 수 있도록 공통 표준과 형식을 사용한다는 점을 알고 있는 것이 바람직하다.
3.7.3. Monitoring and Diagnostic Functionality · 3.7.3 감시 및 진단 기능
Built-in test features should include monitoring of functions and performance and should be accessible remotely.
자체 시험(built-in test) 기능은 기능과 성능의 감시를 포함하는 것이 바람직하며, 원격으로 접속할 수 있는 것이 바람직하다.
3.7.4. Calibration · 3.7.4 교정
This should be undertaken as part of the manufacturing process during factory acceptance tests and final adjustment during site/system acceptance tests. During service operations VTSOs should verify performance and accuracy through the use of targets of opportunity and compare bearing readings with other sensors such as radar and AIS. When integrating and comparing an RDF-bearing with a radar position on a screen a possible error may be introduced by the projection being used in the radar application. For example, if Mercator is being used the angle of the RDF-bearing will be correct, however if UTM is being used a systematically error, if not corrected for, may be introduced between 0 – 2.4 degrees depending on the position of the RDF and the ship position.
교정은 제조 과정의 일부로서 공장 인수시험(FAT) 중에 수행하고, 현장·시스템 인수시험 중에 최종 조정하는 것이 바람직하다. 운영 중에는 VTS 관제사가 기회 표적(targets of opportunity)을 이용하여 성능과 정확도를 검증하고, 방위 측정값을 레이더, AIS 등 다른 센서와 비교하는 것이 바람직하다. 화면에서 RDF 방위를 레이더 위치와 통합·비교할 때에는 레이더 응용 프로그램이 사용하는 투영법 때문에 오차가 생길 수 있다. 예를 들어 메르카토르 투영법을 사용하면 RDF 방위의 각도는 정확하지만, UTM을 사용하면 보정하지 않을 경우 RDF 위치와 선박 위치에 따라 0~2.4도의 계통 오차가 생길 수 있다.
Ultimately calibration and performance checks should be performed according to the manufacturer's instructions and should be reviewed if there are significant changes to the equipment and/or environment.
궁극적으로 교정과 성능 점검은 제조사 지침에 따라 수행하는 것이 바람직하며, 장비 및/또는 환경에 중대한 변화가 있으면 다시 검토하는 것이 바람직하다.
4. Definitions · 4. 정의
The definitions of terms used in this Guideline can be found in the International Dictionary of Marine Aids to Navigation (IALA Dictionary) and were checked as correct at the time of going to print. Where conflict arises, the IALA Dictionary should be considered as the authoritative source of definitions used in IALA documents.
이 가이드라인에 쓰인 용어의 정의는 국제 항로표지 사전(IALA Dictionary)에서 찾을 수 있으며, 발간 시점에 정확함을 확인하였다. 상충이 생기는 경우에는 IALA 사전을 IALA 문서에 쓰이는 정의의 권위 있는 출처로 보는 것이 바람직하다.
5. Abbreviations · 5. 약어
Please refer to IALA Guideline G1111 Establishing Functional and Performance Requirements for VTS Systems and Equipment for an extensive list of abbreviations covering the entire G1111 series.
G1111 시리즈 전체에 걸친 상세한 약어 목록은 IALA 가이드라인 G1111 「VTS 시스템 및 장비의 기능 및 성능 요구사항 수립」을 참조한다.
6. References · 6. 참고문헌
- IALA. G1111 Establishing Functional and Performance Requirements for VTS Systems.
- IMO. (1974) Convention on Safety of Life At Sea (SOLAS 1974) (as amended).
- IALA. Guideline G1150 Establishing, Planning and Implementing a VTS.
- IALA. G1111 VTS 시스템의 기능 및 성능 요구사항 수립
- IMO. (1974) 해상에서의 인명안전을 위한 국제협약(SOLAS 1974) (개정 포함)
- IALA. 가이드라인 G1150 VTS의 설치, 계획 및 이행