KR20190021875A - System and its Method for Detecting and Defeating Small Unmanned Aircrafts - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초소형의 무인 비행체를 탐지하고 무력화하기 위한 시스템과 그 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 중요 시설에 접근하는 소형 비행체를 원거리에서 사전에 탐지하고, 해당 비행체의 위협 여부를 확인하며, 위협으로 판단되는 경우에 해당 비행체의 목적 비행을 무력화하거나 해당 비행체를 요격함으로써 중요 시설을 소형 비행체의 위협으로부터 방어하기 위한 시스템과 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for detecting and neutralizing a micro unmanned aerial vehicle, and more particularly, to a system and method for detecting a small unmanned aerial vehicle, A system and method for defending a critical facility from the threat of a small air vehicle by disabling the objective flight of the corresponding air carrier or intercepting the air carrier if it is judged.
전 세계적으로 드론으로 불리는 소형의 무인 비행체를 이용한 산업과 관련 기술개발이 급속히 발전하고 있으나, 동시에 소형의 무인 비행체를 이용한 테러 등의 불법적인 활용과 공항 근처 비행에 따른 유인 항공기와의 충돌 등의 부작용도 매우 심각하게 대두되고 있는 상황이다.The development of industrial and related technologies using a small unmanned aerial vehicle called drone all around the world is rapidly developing, but at the same time, illegal use such as the use of a small unmanned aerial vehicle and side effects such as collision with a manned airplane due to flying near an airport This is a very serious situation.
특히, 국내의 경우 최근까지 북한 무인기에 의한 빈번한 도발이 매우 심각한 안보 문제로 부각되어 있는 실정이다.Especially, in Korea, frequent provocation by North Korea 's UAV has emerged as a very serious security problem until recently.
이러한 문제점을 해결하기 위해 소형 무인 비행체를 사전에 탐지하거나, 무력화하기 위한 기술과 제품을 개발하고자 하는 시도들이 있어 왔으나, 최근의 드론과 같은 소형 무인 비행체는 작은 크기뿐만 아니라 비금속 재질로 제작이 되어 기존의 일반적인 2차원 레이더로는 이를 탐지할 수 없을 뿐만 아니라 탐지가 되더라도 이를 효과적으로 제압할 수 있는 수단과 방법이 통합되어 있지 않은 문제점을 안고 있다.In order to solve these problems, attempts have been made to develop technologies and products for detecting and neutralizing small unmanned aerial vehicles in advance. However, recent small unmanned aerial vehicles such as drones are made of non-metallic materials as well as small- The conventional two-dimensional radar has a problem that it is not able to detect it, and it does not integrate means and method for effectively suppressing it even if it is detected.
더욱이 폭탄 등과 같은 위험물질을 장착한 경우에는 대응시간을 확보하기 위해 이러한 소형 무인 비행체의 접근을 원거리에서 사전에 탐지하는 것이 반드시 필요하며, 탐지 후에는 이러한 접근을 주어진 상황에 따라 효과적으로 제압할 수 있는 수단이 통합적으로 구비되어 있는 것이 매우 중요하다.Furthermore, in the case of mounting dangerous materials such as bombs, it is necessary to detect the approach of such small unmanned aerial vehicles in advance in order to secure the response time, and after detection, this approach can be effectively controlled depending on the given situation It is very important that the means are integrated.
이와 관련되어 참조할 수 있는 선행기술문헌으로 대한민국 등록특허 제10-1436989호(선행문헌 1), 대한민국 등록특허 제10-1551826호(선행문헌 2), 대한민국 등록특허 제10-1572489호(선행문헌 3), 대한민국 공개특허 제10-2016-0070384호(선행문헌 4), 대한민국 공개특허 제10-2017-0079782호(선행문헌 5) 등이 있었다.Prior Art Documents which can be referred to in connection with this are Korean Patent No. 10-1436989 (Prior Art 1), Korean Patent No. 10-1551826 (Prior Art 2), Korean Patent No. 10-1572489 3), Korean Patent Publication No. 10-2016-0070384 (Prior Art 4), Korean Patent Publication 10-2017-0079782 (Prior Art 5), and the like.
선행문헌 1의 경우에는 지상통제부에서 소형 무인항공기를 탐지하여 요격 비행체를 이용하여 해당 무인항공기를 요격하는 방법을 기술하고 있으나, 소형 무인항공기를 탐지하는 지상통제부의 내용이 구체적이지 않고, 요격 비행체를 통해서만 탐지된 무인항공기를 제압할 수 있도록 되어 있으나, 날씨 등의 변수에 따라서 요격 비행체를 운용할 수 없는 경우에 대응 수단이 없는 문제점이 있다. In the case of the prior art document 1, the ground control section describes a method of intercepting an unmanned airplane using an intercepted airplane by detecting a small unmanned airplane, but the content of the ground control section for detecting a small unmanned airplane is not specific, However, there is a problem in that the countermeasures are not available when the intercepted air vehicle can not be operated according to the weather and other variables.
선행문헌 2와 3의 경우에는 일반적인 광대역 전파교란 장치에 대해서 기술하고 있으며, 불법적인 무인항공기에 대한 전파교란을 할 수 있는 것으로 설명하고 있으나, 탐지 수단에 대한 내용이 없고, 특히, 무선조종을 통하지 않는 위성항법 비행을 하고 있는 무인항공기에 대한 위성항법 교란 대책이 구체적으로 제시되어 있지 않으므로, 무인 비행체에 의한 위협을 무력화하기 위한 기술로는 문제점이 있다.In the case of the preceding documents 2 and 3, a general broadband radio disturbing device is described and it is described that it is possible to disturb the illegal unmanned airplane. However, there is no description about the detection means, and in particular, There is a problem in the technology for disabling the threat by the unmanned aerial vehicle because the satellite navigation disturbance countermeasures against the unmanned aerial vehicle that does not have satellite navigation flight are not specifically mentioned.
선행문헌 4의 경우에는 열화상 감지에 의한 비행물체 탐지 시스템에 대해서 기술하고 있으나, 일반적으로 영상 감지기에 의해 이동 비행체를 탐지하는 것은 영상 감지기의 제한된 시야로 인해 어려운 일임에도 불구하고, 열화상 감지기에 의해 비행체를 탐지하는 구체적인 방법이 기술되어 있지 않고, 탐지된 비행체의 위치를 복수의 열화상 감지기 영상을 이용하여 측정하는 것으로 되어 있으나 개별 열화상 감지기에서 관측된 비행체의 거리를 측정할 방법이 없기 때문에 복수의 감지기를 사용하더라도 삼각측량 방식으로 위치를 확인할 수 없으며, 근본적으로 탐지 수단에 대한 내용만이 기술되어 있어서 탐지 후에 해당 비행체를 대응할 수 있는 수단이 제시되어 있지 않다. In the case of the prior art document 4, a system for detecting a flying object by thermal image sensing is described. In general, although it is difficult to detect a moving object by an image sensor due to limited view of the image sensor, There is no description of a specific method of detecting a flying object and the position of the detected flying object is measured by using a plurality of thermal image sensors. However, since there is no method of measuring the distance of the air object observed by an individual thermal image sensor Even if a plurality of detectors are used, the position can not be confirmed by the triangulation method, and fundamentally only the contents of the detection means are described, so that means for responding to the corresponding flight after detection is not proposed.
선행문헌 5의 경우에는 불법적인 무인항공기에 접근하여 저지하는 무인 항공기와 이를 이용한 저지 시스템에 대해서 기술하고 있으나, 역시 탐지 수단이 제시되어 있지 않고, 그물망을 이용하는 대응 무인 비행체 자체만을 기술하고 있다.In the case of the preceding document 5, the unmanned aerial vehicle approaching and blocking an unauthorized unmanned aerial vehicle is described and a blocking system using the unmanned air vehicle is described. However, the detection means is not presented, and only the corresponding unmanned aerial vehicle using the net is described.
이에 따라 탐지와 대응 수단을 통합적으로 구비하여 운용방법을 제공함으로써 소형 비행체의 사전 탐지, 위협 식별 및 무력화를 실질적으로 수행할 수 있는 시스템과 운용의 필요성이 시급하게 제기되고 있다.Accordingly, there is a need for a system and an operation that can actually perform preliminary detection, threat identification, and neutralization of a small-sized vehicle by providing a detection method and a countermeasure method integrally.
상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 소형 무인 비행체의 접근을 사전에 탐지하고, 위협 여부를 식별하며, 상황에 맞는 수단을 이용하여 이의 접근을 무력화 또는 제압하기 위한 수단을 통합적으로 구비한 시스템과 가장 최적의 대응 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for detecting an approach of a small unmanned aerial vehicle in advance, identifying a threat, And to provide a system that is most suitable for a system equipped with the system.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 소형 무인 비행체를 탐지하고 요격하기 위한 탐지 요격 처리부; 상기 탐지 요격 처리부의 신호를 입력하여 상기 비행체의 위치와 정보를 도시하고, 탐지 요격 처리부를 제어하기 위한 운용 통제부; 및 상기 비행체에 대한 대응 수단으로서의 대응 무인 비행체를 운용하기 위한 대응 무인 비행체 운용부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a detection interceptor for detecting and intercepting the small unmanned aerial vehicle; An operation control unit for inputting a signal of the detection interceptor to display the position and information of the air vehicle, and for controlling the detection interceptor; And a corresponding unmanned aerial vehicle operation unit for operating a corresponding unmanned air vehicle as a countermeasure against the air vehicle.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 탐지 요격 처리부는 소형 무인 비행체의 접근을 사전에 탐지하기 위한 수단으로서 레이더 장치; 상기 비행체의 유효한 식별정보와 위치정보를 수신하도록 하는 무인 비행체 식별정보 수신부; 상기 비행체의 위협 여부를 육안 확인하는 주야간 광학 감지기; 상기 비행체의 조종신호를 수신하여 그 위치를 확인하는 무인 비행체 조종신호 위치 식별부; 상기 무인 비행체의 목적 비행을 방해하여 무력화하기 위한 전파교란신호 생성부; 상기 비행체를 물리적으로 요격하기 위한 무인 비행체 요격부; 및 상기 운용 통제부로 탐지 정보 및 제어명령을 주고 받으며, 탐지 수단의 데이터를 처리하는 연동 및 데이터 처리부를 구비하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the detection interceptor may include a radar device as a means for detecting approach of a small unmanned aerial vehicle in advance; An unmanned aerial vehicle identification information receiving unit for receiving effective identification information and positional information of the air vehicle; A day / night optical sensor for visually confirming whether or not the aircraft is threatened; An unmanned aerial vehicle control signal position identification unit for receiving the control signal of the air vehicle and confirming its position; A radio wave disturbance signal generator for interrupting and disabling the object flight of the unmanned aerial vehicle; An unmanned aerial vehicle interceptor for physically intercepting the air vehicle; And a linking and data processing unit for exchanging detection information and a control command with the operation control unit and processing data of the detection unit.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 운용 통제부는 탐지 요격 처리부와 탐지 표적 정보와 제어 명령을 주고 받으며, 탐지 표적 정보를 처리하는 운용 통제 처리부; 및 상기 무인 비행체의 탐지 표적 정보와 운용통제 상황을 표시하기 위한 운용 상황 도시부를 구비하는 것을 특징으로 한다.In an exemplary embodiment of the present invention, the operation control unit may include an operation control processing unit for transmitting and receiving control target information and detection target information to and from a detection interception processing unit, and processing detection target information; And an operation status display unit for displaying detection target information and operation control status of the unmanned aerial vehicle.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 대응 무인 비행체 운용부는 지상에서 대응 무인 비행체를 운용 통제하는 대응 무인 비행체 지상통제부; 상기 대응 무인 비행체와 통신을 수행하는 무선통신처리부; 및 대응 무인 비행체를 구비하는 것을 특징으로 한다.In the detailed configuration of the present invention, the corresponding unmanned aerial vehicle operation unit may include a corresponding unmanned aerial vehicle ground control unit that controls operation of the corresponding unmanned aerial vehicle on the ground; A wireless communication processing unit for performing communication with the corresponding unmanned aerial vehicle; And a corresponding unmanned air vehicle.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 탐지 요격 처리부의 레이더 장치는 소형의 비금속 비행체를 원거리에서 탐지하기 위해 안테나 빔을 전자적으로 3차원 공간에서 형성하고 운용하는 3차원 레이더로 구성되어 탐지 결과를 3차원 표적 정보로 생성하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the radar device of the detection interceptor includes a three-dimensional radar for electronically forming and operating an antenna beam in a three-dimensional space so as to detect a small non-metallic air vehicle at a long distance, Information is generated.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 탐지 요격 처리부의 무인 비행체 식별 정보 수신부는 상기 무인 비행체로부터 발신되는 전파신호를 수신하여 해당 비행체의 식별정보 및 위치정보를 확인하는 수단으로서 상기 비행체에 장착된 식별정보 또는 상태정보 발신기로부터의 전파신호를 수신할 수 있는 장치로 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 발신기는 ADS-B 트랜스폰더 및 비행체 무선통신장치 등을 포함할 수 있으며, 본 발명의 사상에 의거 기타 무인 비행체의 식별정보를 수신할 수 있는 수단을 포함할 수 있음은 자명하다.In the detailed construction of the present invention, the unmanned aerial vehicle identification information receiving unit of the detection interceptor may receive the airwave signal transmitted from the unmanned air vehicle to identify the identification information and the position information of the corresponding air vehicle, And a device capable of receiving a radio wave signal from the state information transmitter. The transmitter may include an ADS-B transponder, a flight radio communication device, and the like, and it is obvious that the transmitter may include means for receiving identification information of other unmanned aerial vehicles according to the idea of the present invention.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 탐지 요격 처리부의 주야간 광학 감지기는 탐지된 무인 비행체의 영상을 육안으로 확인하여 위협 여부를 식별하기 위한 수단으로서 주야간의 영상 식별을 위해 CCTV와 열화상 카메라를 구비하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the daytime and nighttime optical sensors of the detection interceptor include a CCTV and a thermal imaging camera for identifying images of day and night, as means for visually identifying images of the detected unmanned aerial vehicle and identifying threats .
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 탐지 요격 처리부의 무인 비행체 조종신호 위치 식별부는 상기 무인 비행체를 무선으로 조종하는 조종신호를 수신한 후 삼각 측량의 방법으로 조종신호의 위치를 식별하기 위한 수단으로서 복수의 전파신호 수신기로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the detailed construction of the present invention, the unmannurized vehicle control signal position identifying unit of the detection interceptor may be a means for identifying the position of the control signal by a method of triangulation after receiving a control signal for wirelessly controlling the unmanned air vehicle, And a radio signal receiver.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 탐지 요격 처리부의 전파교란신호 생성부는 상기 무인 비행체의 목적 비행을 무력화하기 위해서 GPS 등의 위성항법 신호 또는 상기 무선 조종신호를 전파 교란하는 수단으로서 위성항법 전파교란 장치 및 조종신호 전파교란 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 전파교란신호 생성부는 상기 레이더 장치와 일체형으로 구성될 수 있다.In the detailed construction of the present invention, the radio disturbance signal generator of the detection interceptor may include a satellite navigation radio disturbing device as a means for disturbing a GPS signal such as a GPS navigation signal or the radio control signal in order to disable an object flight of the unmanned air vehicle And a control signal propagation disturbing device. The propagation disturbance signal generator may be integrated with the radar device.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 탐지 요격 처리부의 무인 비행체 요격부는 상기 무인 비행체 위협을 최종적으로 제압하기 위한 수단으로서 상기 무인 비행체를 직접 물리적으로 요격하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 물리적 요격 수단은 레이저, 미사일, 방공포 등의 무기 체계를 포함할 수 있다.As a detailed configuration of the present invention, the unmannurial vehicle interceptor of the detection interceptor includes a means for physically intercepting the unmanned air vehicle directly as a means for finally suppressing the unmanned aerial vehicle. The physical interceptor may include a weapon system such as a laser, a missile, and an air defense system.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 탐지 요격 처리부의 연동 및 데이터 처리부는 탐지 요격 처리부의 하부 구성요소들로부터 표적 정보, 영상 등의 탐지결과를 입력하여 필요한 처리를 수행한 후에 운용 통제 처리부로 전송하며 운용 통제 처리부로부터 제어 명령을 입력하여 상기 하부 구성요소들을 제어하는 역할을 수행하는 것을 특징으로 한다. 이때, 연동 및 데이터 처리부는 외부 환경에 설치 운용이 가능한 형태로 구성되며, 사전에 정의된 연동 표준 포맷 또는 국제표준에 준하는 포맷을 사용하여 운용 통제 처리부와 통신을 수행한다. 또한, 주야간 광학감지기로부터 획득한 영상을 네트워크 스트림으로 변환 처리하여 운용 통제 처리부(121)로 전송하며. 필요에 따라서 연동 및 데이터 처리부에 영상 서버 기능을 구비할 수도 있다.In the detailed configuration of the present invention, the interlocking and data processing unit of the interception interception processing unit inputs the detection result of the target information, video, etc. from the subcomponents of the interception interception processing unit, performs necessary processing, and transmits the result to the operation control processing unit. And a control command is inputted from the control processing unit to control the lower constituent elements. In this case, the interlocking and data processing unit is configured in a form that can be installed and operated in an external environment, and performs communication with the operation control processing unit using a predefined interlocking standard format or a format conforming to the international standard. Also, the image obtained from the day / night optical sensor is converted into a network stream and transmitted to the operation
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 운용 통제부의 운용 통제 처리부는 탐지 요격 처리부와 연동하여 탐지 정보를 수신하여 처리하고, 운용자의 제어 명령을 탐지 요격 처리부에 전달하는 수단으로서 탐지 정보를 처리하는 컴퓨터 서버; 운용자가 시스템을 운용하기 위한 운용자 콘솔; 운용 데이터와 영상 등을 저장하는 DB 저장서버; 및 네트워크 장치를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In the detailed configuration of the present invention, the operation control processing unit of the operation control unit may include a computer server that receives detection information in cooperation with the detection interception processing unit, processes the detection information, and transmits detection information to the detection interception processing unit; An operator console for the operator to operate the system; A DB storage server for storing operational data and images; And a network device.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 운용 통제부의 운용 상황 도시부는 상기 무인 비행체의 탐지 결과 및 제압 등의 운용 상황을 표시하고, 대응 무인 비행체의 운용 상황을 표시하는 수단으로서 대형 전시기를 이용한 Video Wall 등의 형태로 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 사상에 의거 운용 상황 도시부는 그 목적을 달성할 수 있는 다양한 형태의 구성이 가능함은 자명하다.In the detailed configuration of the present invention, the operation situation city unit of the operation control unit displays the operation result of the unmanned aerial vehicle such as the detection result of the unmanned aerial vehicle, and the operation state of the unmanned air vehicle, And the like. It will be apparent that the operational situation diagram according to the principles of the present invention may have various configurations capable of achieving the object.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 대응 무인 비행체 운용부의 대응 무인 비행체 지상통제부는 운용자가 대응 무인 비행체를 운용 통제하기 위한 수단으로서 대응 무인 비행체의 운용 통제 정보를 처리하는 컴퓨터 장치; 대응 무인 비행체 운용 상태를 표시하고, 제어 명령을 입력할 수 있는 운용자 콘솔; 및 네트워크 장치를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In a detailed configuration of the present invention, the corresponding unmanned aerial vehicle ground control unit of the corresponding unmanned aerial vehicle operation unit may be a computer device that processes the operation control information of the corresponding unmanned aerial vehicle as a means for the operator to control operation of the corresponding unmanned aerial vehicle; An operator console for displaying a corresponding unmanned aerial vehicle operation state and inputting a control command; And a network device.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 대응 무인 비행체 운용부의 무선통신 처리부는 대응 무인 비행체 제어를 위한 무선통신 수단으로서 무선전파신호를 발생 및 수신하는 고주파 송수신기; 무선전파신호를 대응 무인 비행체와 송수신하는 안테나 등을 구비하여 구성된다. 상기 무선통신 처리부는 LTE 등의 상용 이동통신 방식 또는 자가 무선통신 방식 등을 포함하여 구성될 수 있다.In the detailed configuration of the present invention, the radio communication processing unit of the corresponding unmanned aerial vehicle operation unit may include: a high frequency transceiver for generating and receiving a radio wave signal as radio communication means for controlling the corresponding unmanned air vehicle; And an antenna for transmitting / receiving the radio wave signal to / from the corresponding unmanned aerial vehicle. The wireless communication processing unit may include a commercial mobile communication system such as LTE or a self wireless communication system.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 대응 무인 비행체 운용부의 대응 무인 비행체는 상기 위협 무인 비행체를 직접 물리적으로 제압하거나 또는 조종신호의 위치로 비행하여 해당 위치의 조종자 영상을 육안 확인하고, 경고 방송 또는 물리적으로 타격 등의 상황을 대응하기 위한 수단으로서 상기 대응 무인 비행체는 현장의 영상을 확인할 수 있는 광학 감지기; 경고 방송을 위한 스피커 장치; 위협 비행체 또는 해당 비행체의 조종자를 물리적으로 제압할 수 있는 수단을 구비하며, 무인 헬기 또는 무인 멀티콥터 또는 수직 이착륙 고정익 무인 비행체의 형태로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the detailed configuration of the present invention, the corresponding unmanned air vehicle of the corresponding unmanned aerial vehicle operation unit physically controls the threatening unmanned air vehicle directly or by flying to the position of the steering signal, visually confirms the navigator image of the corresponding position, Wherein the corresponding unmanned aerial vehicle includes an optical sensor capable of confirming a scene image on a scene; A speaker device for warning broadcast; And a means for physically depressing the threat aircraft or the navigator of the aircraft, and is configured in the form of an unmanned helicopter, an unmanned multi-copter, or a vertical takeoff and landing fixed wing unmanned aerial vehicle.
본 발명에 따른 상기 시스템 구성은 적용 분야 및 필요에 따라서 각각의 구성부를 동적으로 조합하여 구성할 수 있는 것을 특징으로 하며, 이에 따라서 실제 운용 시스템 구성은 다양하게 조합되어 구성될 수 있음이 자명하다.The system configuration according to the present invention is characterized in that it is possible to dynamically combine the constituent parts according to the application field and the need, and accordingly, it is obvious that the actual operating system configurations can be configured in various combinations.
또한, 상기 본 발명의 시스템은 오픈 플랫폼을 기반으로 구성되어, 소형 무인 비행체를 탐지하는 수단으로서 초음파 센서, 음향 센서 등의 다양한 수단을 포함하여 확장될 수 있다.In addition, the system of the present invention is constructed based on an open platform, and can be expanded to include a variety of means such as an ultrasonic sensor and an acoustic sensor as a means for detecting a small unmanned aerial vehicle.
본 발명의 시스템 구성에 따른 소형 무인 비행체 탐지 및 무력화를 위한 운용방법은 레이더가 주변 전 방위 공간에 대한 3차원 탐색을 통해서 소형 비행체를 탐지하는 탐지 단계; 상기 비행체를 레이더가 추적하는 추적 단계; 상기 무인 비행체로부터 식별정보와 위치정보를 수신하여 레이더 탐지 정보와 비교 및 정상적인 비행체 여부를 식별하는 비행체 식별 단계; 상기 무인 비행체 위치로 주야간 광학감지기를 제어하여 해당 비행체 영상을 통해서 위협 여부를 확인하는 위협 식별단계; 상기 무인 비행체의 조종신호를 수신할 수 없는 경우에 위성항법 비행을 교란하기 위한 위성항법 교란 단계; 상기 무인 비행체의 조종신호를 수신할 수 있는 경우에 해당 조종신호를 교란하기 위한 조종신호 교란 단계; 상기 무인 비행체의 조종신호를 이용하여 해당 조종신호의 위치를 식별하기 위한 조종위치 식별 단계; 대응 무인 비행체를 파견하여 상기 무인 비행체를 직접 제거하기 위한 비행체 조치 단계; 상기 조종신호 위치로 대응 무인 비행체를 파견하여 해당 조종자에 대한 경고 및 직접적인 제압을 위한 조종자 조치 단계; 및 최종적인 수단으로서 해당 무인 비행체를 물리적으로 제거하는 비행체 제거 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.The method for detecting and neutralizing small unmanned aerial vehicles according to the system configuration of the present invention includes a detection step in which a radar detects a small flying object through a three-dimensional search for a frontal azimuthal space; A tracking step of tracking the air vehicle by a radar; Receiving identification information and positional information from the unmanned aerial vehicle to compare with the radar detection information, and identifying a normal flying object; A threat identification step of controlling the day / night optical sensor at the unmanned aerial vehicle position to identify a threat via the corresponding aerial image; A satellite navigation disturbance step for disturbing the satellite navigation flight when the control signal of the unmanned aerial vehicle can not be received; A manipulation signal disturbing step for disturbing the manipulation signal when the manipulation signal of the unmanned air vehicle can be received; A steering position identification step for identifying a position of the steering signal using the steering signal of the unmanned air vehicle; A step of dispatching a corresponding unmanned air vehicle to directly remove the unmanned air vehicle; A controller for dispatching the corresponding unmanned aerial vehicle to the control signal position to warn and directly control the corresponding controller; And a flying object removing step of physically removing the unmanned aerial vehicle as a final means.
상기 소형 무인 비행체가 근거리에서 최초 탐지가 된 경우에라도 상기 운용방법에 의거하여 상황에 맞는 적합한 대응수단을 사용할 수 있으므로 본 발명에 의한 시스템은 원거리. 근거리의 위협 출현에 모두 대응할 수 있는 수단을 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.Even if the small unmanned aerial vehicle is initially detected at a close range, it is possible to use an appropriate countermeasure appropriate to the situation based on the operation method. It is possible to provide means capable of coping with the occurrence of a threat at a close range.
본 발명의 실시에 따르면 소형 무인 비행체를 탐지하고 무력화하기 위한 통합 시스템으로서 탐지 단계, 식별단계 및 조치단계를 포함하는 운용방법을 제공하여 국방, 공공 및 민수 등의 운용 분야와 요구에 따라서 필요한 운용방식 및 시스템 구성을 효과적으로 제공할 수 있는 장점이 있다.According to the embodiment of the present invention, an integrated system for detecting and disabling small unmanned aerial vehicles provides an operation method including a detection step, an identification step and an action step, And the system configuration can be effectively provided.
또한, 레이더 장치를 통해 획득한 탐지 정보와 무인 비행체 식별정보 수신부를 통해 획득한 식별정보(위치 포함)를 비교하여 정상적인 비행체인지를 식별하는 방법을 제공함으로써 해당 무인 비행체에 대한 대응 여부와 방안을 적절하게 결정할 수 있도록 하는 장점이 있다.Also, by providing a method of identifying the normal flying object by comparing the detection information obtained through the radar device with the identification information (including the position) obtained through the receiving unit of the unmanned air vehicle identification information, And the like.
또한, 위성항법 신호 교란과 조종신호 교란을 모두 구비하며, 대응 무인 비행체와 무인 비행체 요격부를 포함함으로써 근거리, 원거리 및 필요한 대응 수단 등 주어진 상황과 단계에 따라서 적절한 대응 방식을 적용할 수 있으므로 가장 효과적인 제압 수단을 제공할 수 있다.In addition, it has both satellite navigation signal disturbance and control signal disturbance. By including corresponding unmanned aerial vehicle and unmanned aerial vehicle interceptor, appropriate response method can be applied according to given situation and step, such as near distance, Means can be provided.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 시스템을 적용함으로써 북한 무인기에 의한 심각한 안보 위협 상황에 대응할 수 있고, 원자력 발전소 등의 국가 중요 시설을 소형 무인 비행체에 의한 테러 위협으로부터 방호할 수 있으며, 차량에 설치하는 이동형으로 운용할 경우에 군 작전 지원 및 국가 중요 인원 보호 등에 활용함으로써 중요한 국가 자산의 보호가 가능하다.Therefore, by applying the system according to the embodiment of the present invention, it is possible to cope with a serious security threat situation caused by the UAV, and to protect national important facilities such as nuclear power plants from the threat of terrorism by small unmanned aerial vehicles, In case of mobile operation, it is possible to protect important national assets by utilizing military operation support and protecting the important personnel of the country.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소형 무인 비행체 탐지 및 무력화 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명인 실시예에 따른 소형 무인 비행체 탐지 및 무력화 시스템의 운용 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 소형 무인 비행체에 대한 단계적 대응 조치를 수행하기 위해 설정하는 영역 개념도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a small unmanned aerial vehicle detection and non-operation system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of operating a small unmanned aerial vehicle detection and disabling system according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of an area set for performing a stepwise countermeasure to a small unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 소형의 무인 비행체(200)를 탐지하고 무력화하는 시스템(100)에 대한 것이나 본 발명의 실시예에 의한 시스템은 소형 무인 비행체(200) 외에도 그 이상의 크기를 갖는 모든 비행체를 탐지 가능하다.The present invention is directed to a
도1과 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 탐지 및 식별단계에서 레이더(111)는 설치된 위치 주변을 탐색하여 소형의 무인 비행체(200)가 사전 탐지 영역((R100)내에 출현한 것을 탐지하면(S10), 탐지된 상기 무인 비행체(200)를 지속적으로 추적하면서(S11), 탐지 결과를 표적 정보로 연동 및 데이터 처리부(119)를 통해서 운용 통제 처리부(121)로 전송하여 운용 상황 도시부(123)에 위치를 포함한 표적 정보와 항적을 표시하게 된다.(S12) 이때, 연동 및 데이터 처리부(119)는 레이더(111)로부터 획득한 탐지 결과 표적 정보를 사전에 정의된 포맷으로 생성하여 전송하며, 이 포맷은 독자 정의된 또는 국제 표준에 의거한 포맷을 사용이 가능하다. 또한, 운용자는 운용 통제 처리부(121)의 운용자 콘솔에서 주변 환경을 고려한 최적의 탐지 영역을 설정하여 제어할 수 있다.As shown in FIGS. 1, 2, and 3, in the detection and identification step, the
그리고, 시스템에 무인 비행체 식별정보 수신부(112)가 구성된 경우에는 비행체 식별 단계를 진행할 수 있으며, 상기 무인 비행체(200)로부터 비행체 식별정보와 위치정보를 수신하여(S20) 상기 정보들을 운용 통제 처리부(121)을 통해 운용 상황 도시부(123)에 표시한다.(S21) 이때, 역시 정보 전송을 위한 포맷은 상기 레이더 표적 정보 전송의 경우를 따르며, 이하 모든 정보 전송의 경우에도 동일하다. 운용 상황 도시부는 지도, 항적, 영상 및 제반 운용 정보를 통합적으로 표시한다.When the unmanned aerial vehicle identification
여기서, 상기 무인 비행체 식별정보는 ADS-B 트랜스폰더를 장착한 경우에 상기 무인 비행체(200)가 자동으로 발신하는 전파신호를 수신하거나, 또는 상기 무인 비행체 식별정보 수신부(112)에 구성될 수 있는 질의기(인터로게이터)를 통해서 송신된 식별 정보 요구 신호에 대해 상기 무인 비행체(200)가 유효하게 응답하는 전파신호를 수신하거나, 또는 상기 무인 비행체(200)가 지상의 해당 조종 장치(300)에 발신하는 상태 정보를 수신하는 등의 방법으로 획득이 가능하며, 해당 신호에 포함된 위치 정보를 이용하여 상기 무인 비행체(200)의 위치도 확인이 가능하다. 상기의 경우에도 불구하고, 해당 무인 비행체(200)로부터 유효한 식별정보를 수신할 수 없는 경우에는 해당 무인 비행체(200)가 불법적이거나 의심 비행체인 것으로 간주되어 위협 여부를 식별하는 단계를 진행하게 된다.(S31)Herein, the unmanned airplane identification information may be a signal to be received by the unmanned
운용 상황 도시부(123)에 표시된 상기 레이더 표적의 항적과 상기 비행체 식별정보 및 위치를 운용자가 육안 비교 또는 운용 통제 처리부(121)에 의해 자동적으로 비교하여 그 일치 여부를 확인하게 된다.(S22) 이 과정을 통해서 상기 무인 비행체(200)로부터 고유 ID, 임무 정보 등의 유효한 식별정보가 수신된 경우에는 상기 탐지된 레이더 표적이 정상적인 비행체임을 확인할 수 있게 되는 것이며(S25), 이후 대응이 불필요한 것으로 간주될 수 있다. 물론, 그럼에도 불구하고 상기 무인 비행체(200)가 사전에 설정된 비행 및 접근 금지 영역(R200)으로 계속 접근할 경우에는 위협 여부를 식별하는 단계를 진행하게 된다.(S30)The operator visually compares the wake of the radar target displayed on the operation
연동 및 데이터 처리부(119)는 주야간 광학감지기(113)로부터 획득한 영상을 네트워크 스트림으로 변환 처리하여 운용 통제 처리부(121)로 전송하며. 필요에 따라서 연동 및 데이터 처리부에 영상 서버 기능을 구비할 수 있다. 이 때, 운용자는 운용 통제 처리부(121)의 운용자 콘솔에 표시되는 영상 또는 운용 상황 도시부(123)에 표시되는 영상을 확인할 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 위협식별의 방법은 장거리 주야간 광학감지기(113)를 이용하여 상기 무인 비행체의 주간 또는 열화상 영상으로 장착물 등을 육안 확인하여 수행한다.(S31) 이때, 주야간 광학감지기(113)의 방향은 레이더 또는 식별정보로 확인한 상기 무인 비행체의 위치로 자동 제어될 수 있다. The interlocking and
또한, 주야간 광학감지기(113) 영상을 이용하여 위협 식별이 어려울 경우에는 대응 무인 비행체(133)를 상기 무인 비행체(200) 위치로 파견하여 근접 영상을 확보함으로써 해결이 가능하다. 이 단계는 도2의 흐름도에 표시되어 있지 않으나, 본 발명의 시스템으로 운용할 수 있는 시나리오의 한 실시예로서 자명하다.Also, when the threat is difficult to be identified using the image of the day / night
상기 위협 식별 단계에서 위협으로 판명이 될 경우에는 이후 상황별 조치 단계를 실시하게 된다. (S35) 물론, 위협으로 판명이 되지 않은 경우에라도 해당 무인 비행체(200)가 비행 및 접근 금지 영역(R200)으로 계속 접근할 경우에는 이후 상황별 조치 단계를 실시하게 된다.(S37)If it is proved to be a threat in the threat identification step, the action step for each situation will be performed. (S35) Of course, even if the threat is not proved, if the unmanned
이후 조치 단계를 진행하기 위해서 조종위치 식별 단계에서 무인 비행체 조종신호 위치 식별부(115)는 상기 무인 비행체(200)의 조종신호(300)를 탐색하여 수신하고(S40), 해당 조종신호(300)의 위치를 확인한다.(S41) 이때, 조종신호의 위치를 확인하기 위해 무인 비행체 조종신호 위치 식별부(115)는 복수의 수신기를 구비하여 각각의 수신기가 수신한 해당 조종신호의 크기, 시간차 등을 이용하여 삼각측량 방식을 사용할 수 있다.In order to proceed with the action step, the unmanned air vehicle control signal
조종신호가 수신되지 않는 경우에는 위성항법 교란 단계에서 해당 무인 비행체의 위성항법 접근 비행을 저지하기 위해 전파교란 신호 생성부(116)를 이용하여 위성항법 신호 전파교란을 실시한다.(S50) 이때, 위성항법 신호는 GPS, GNSS, Galileo 등을 포함할 수 있다. If the control signal is not received, the navigation signal disturbance is performed using the radio
조종신호가 수신되었으나 조종신호(300) 위치가 확인되지 않는 경우에는 조종신호 교란단계에서 해당 무인 비행체의 접근비행을 저지하기 위해 전파교란 신호 생성부(116)를 이용하여 조종신호 전파교란을 실시한다.(S60)When the steering signal is received but the position of the
조종신호(300)의 위치가 확인되는 경우에는(S41) 조종자 조치 단계에서 해당 위치로 대응 무인 비행체(133)를 파견하여(S70) 조종자 영상을 육안 확인하고, 경고 또는 물리적 조치 등의 대응을 실시한다.(S71) 이를 위해 대응 무인 비행체(133)에는 CCTV, 열화상 카메라 등을 장착한 광학 감지기를 장착하며, 경고 방송을 위한 스피커 장치 및 물리적 조치를 위한 수단을 장착할 수 있다. 이때, 대응 무인 비행체(133)를 파견하고 운용하기 위해서 대응 무인 비행체 지상통제부(131)와 무선통신 처리부(132)를 이용한다. 물론, 이 단계에서 상황이 종료되지 않는 경우에는 조종신호 교란 단계를 실시할 수 있다.(S60)If the position of the
상기 각 단계에서의 조치에도 불구하고 상황이 종료되지 않고, 상기 무인 비행체(200)가 요격 영역(R300)으로 접근하게 되는 경우에는(S80) 비행체 조치 단계를 실시하여 상기 무인 비행체(200)의 위치로 대응 무인 비행체(133)를 파견하여(S81) 상기 무인 비행체(200)를 제압한다.(S82)If the situation is not terminated despite the action in each of the above steps and the
이때, 대응 무인 비행체(133)가 상기 무인 비행체(200) 제압에 실패할 경우에는(S83) 요격거리 내로 접근을 확인한 후(S85) 최종적으로 비행체 제거 단계에서 무인 비행체 요격부(117)를 이용하여 상기 무인 비행체(200)를 물리적으로 제거한다.(S90) 무인 비행체 요격부에는 레이저, 미사일, 방공포 등의 수단이 적용될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 구체적으로 구성이 가능하다.At this time, if the corresponding
상기에 기술된 각 조치단계는 본 발명의 시스템을 운용하는 한 실시예로서 상기 각 조치단계는 순차적으로 실시하거나 또는 개별 상황에 적합한 단계를 바로 실시할 수 있다.Each of the above-described action steps may be performed sequentially, or the steps appropriate to individual situations may be performed immediately, as one embodiment of operating the system of the present invention.
그러므로, 상술한 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대한 설명이므로, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined by the appended claims. Which is obvious to those of ordinary skill in the art.
100 : 소형 무인 비행체 탐지 및 무력화 시스템
110 : 탐지 요격 처리부 120 운용 통제부
130 : 대응 무인 비행체 운용부
111 : 레이더 112 : 무인 비행체 식별 정보 수신부
113 : 주야간 광학감지기 115 : 무인 비행체 조종신호 위치 식별부
116 : 전파교란 신호 생성부 117 : 무인 비행체 요격부
119 : 연동 및 데이터 처리부
121 : 운용 통제 처리부 123 : 운용 상황 도시부
131 : 대응 무인 비행체 지상통제부 132 : 무선통신 처리부
133 : 대응 무인 비행체
200 : 소형 무인 비행체 300 : 소형 무인 비행체 조종장치
S1x : 탐지 및 추적 단계 S2x : 비행체 식별 단계
S3x : 위협 식별 단계 S4x : 조종위치 식별 단계
S5x : 위성항법 교란 단계 S6x : 조종신호 교란 단계
S7x : 조종자 조치 단계 S8x : 비행체 조치 단계
S9x : 비행체 제거 단계
R100 : 사전 탐지 영역 R200 : 비행 및 접근 금지 영역
R300 : 요격 영역100: Small unmanned aerial vehicle detection and disarming system
110: detection
130: Corresponding unmanned aerial vehicle operation part
111: Radar 112: Unmanned aerial vehicle identification information receiver
113: Day / Night optical sensor 115: Unmanned aerial vehicle control signal position identification unit
116: radio wave disturbance signal generation unit 117: unmanned aerial vehicle interception unit
119: Interlocking and Data Processing Unit
121: Operation control processing section 123: Operation situation city department
131: Corresponding unmanned aerial vehicle ground control unit 132: Wireless communication processing unit
133: Unmanned aerial vehicle
200: Small unmanned aerial vehicle 300: Small unmanned aerial vehicle control device
S1x: Detection and tracking step S2x: Flight identification step
S3x: Threat identification step S4x: Steering position identification step
S5x: Satellite navigation disturbance step S6x: Steering signal disturbance step
S7x: Operator Action Phase S8x: Operator Action Phase
S9x: Flight removal stage
R100: Proactive detection area R200: Flying and approach prohibited area
R300: Intercept area
Claims (3)
소형 무인 비행체를 탐지하고 요격하기 위한 탐지 요격 처리부(110);
소형 무인 비행체를 탐지 및 무력화하는 상황 정보를 처리하고 표시하며, 상기 탐지 요격 처리부를 제어하는 운용 통제부(120);
소형 무인 비행체를 공중 제압하기 위한 대응 무인 비행체 운용부(130);를 통합적으로 구비하여 소형 비행체의 탐지와 무력화를 일괄 운용할 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.A system (100) for detecting and neutralizing a small unmanned aerial vehicle,
A detection interceptor 110 for detecting and intercepting small unmanned aerial vehicles;
An operation control unit 120 for processing and displaying status information for detecting and disabling the small unmanned aerial vehicle and controlling the detection interceptor;
And a corresponding unmanned aerial vehicle operation unit 130 for aerial depressurizing the small unmanned aerial vehicle so as to collectively operate detection and disabling of a small air vehicle.
소형 무인 비행체를 레이더로 탐지하고 추적하며 그 항적을 표시하여 관찰하는 탐지 추적 단계(S1x);
상기 소형 무인 비행체로부터 식별정보와 위치정보를 수신하여 레이더 탐지 정보와 비교 및 정상적인 비행체 여부를 식별하는 비행체 식별 단계(S2x);
상기 소형 무인 비행체 위치로 주야간 광학감지기를 제어하여 해당 비행체 영상을 통해서 위협 여부를 확인하는 위협 식별단계(S3x);
상기 무인 비행체의 조종신호를 이용하여 해당 조종신호의 위치를 식별하기 위한 조종위치 식별 단계(S4x);
상기 무인 비행체의 조종신호를 수신할 수 없는 경우에 위성항법 비행을 교란하기 위한 위성항법 교란 단계(S5x);
상기 무인 비행체의 조종신호를 수신할 수 있는 경우에 해당 조종신호를 교란하기 위한 조종신호 교란 단계(S6x);
상기 조종신호 위치로 대응 무인 비행체를 파견하여 해당 조종자에 대한 경고 및 직접적인 제압을 위한 조종자 조치 단계(S7x);
대응 무인 비행체를 파견하여 상기 소형 무인 비행체를 직접 제거하기 위한 비행체 조치 단계(S8x);
최종적인 수단으로서 상기 소형 무인 비행체를 물리적으로 제거하는 비행체 제거 단계(S9x);로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 무인 항공기 탐지 및 무력화 시스템의 운용방법.A system (100) for detecting and neutralizing the small unmanned aerial vehicle,
A detection tracking step (S1x) in which a small unmanned aerial vehicle is detected and tracked by a radar and the wake is marked and observed;
A flight object identification step (S2x) for receiving identification information and positional information from the small unmanned aerial vehicle to compare with the radar detection information and identifying whether the aircraft is a normal airborne object;
A threat identification step (S3x) for controlling the day / night optical sensor at the small unmanned aerial vehicle location and confirming the threat through the corresponding aerial image;
A steering position identification step S4x for identifying the position of the steering signal using the steering signal of the unmanned air vehicle;
A satellite navigation disturbance step (S5x) for disturbing the satellite navigation flight when the control signal of the unmanned aerial vehicle can not be received;
A manipulation signal disturbing step (S6x) for disturbing the manipulation signal when the manipulation signal of the unmanned air vehicle can be received;
(S7x) for dispatching the corresponding unmanned aerial vehicle to the control signal position and warning and directly controlling the corresponding pilot;
(S8x) for directly removing the small unmanned aerial vehicle by dispatching a corresponding unmanned air vehicle;
(S9x) for physically removing the small unmanned aerial vehicle (S9x) as a final means for the operation of the small unmanned aerial vehicle detection and disarming system.
3차원의 공간에 대해서 전자적으로 안테나빔을 형성하여 소형 무인 비행체를 탐지하고 추적할 수 있는 레이더 장치(111);
상기 소형 무인 비행체로부터 식별 정보와 위치 정보를 수신하여 정상적인 비행체 여부를 확인할 수 있는 정보를 획득하는 무인 비행체 식별 정보 수신부(112);
상기 소형 무인 비행체의 위협을 확인하기 위한 장거리 주야간 광학 감지기(113);
상기 소형 무인 비행체의 조종신호를 수신하여 조종장치의 위치를 확인하는 무인 비행체 조종신호 위치 식별부(115);
상기 소형 무인 비행체에 위성항법 및 조종신호 교란을 위해 전파교란 신호를 생성하는 전파교란신호 생성부(116);
상기 소형 무인 비행체를 최종 단계에서 물리적으로 제거하기 위한 무인 비행체 요격부(117);
상기 소형 무인 비행체의 탐지 정보, 영상을 처리하여 운용통제부(120)로 전송하고, 운용통제부(120)으로부터 제어신호를 수신하여 탐지 요격 처리부를 제어하는 연동 및 데이터 처리부(119);를 구비한 것을 특징으로 하는 탐지 요격 처리 체계.In the detection interceptor 110 of the system 100 for detecting and neutralizing the small unmanned aerial vehicle,
A radar device 111 capable of electronically detecting an antenna beam in a three-dimensional space to detect and track a small unmanned aerial vehicle;
An unmanned aerial vehicle identification information receiving unit 112 for receiving identification information and positional information from the small unmanned aerial vehicle and obtaining information for confirming whether a normal air vehicle is present;
A long distance day / night optical sensor 113 for confirming the threat of the small unmanned aerial vehicle;
A unmanned aerial vehicle control signal position identifying unit 115 for receiving the control signal of the small unmanned aerial vehicle and confirming the position of the steering apparatus;
A radio disturbance signal generation unit (116) for generating a radio disturbance signal for the navigation of the small unmanned aerial vehicle and the control signal disturbance;
A unmannurial vehicle interceptor 117 for physically removing the small unmanned aerial vehicle at a final stage;
A interlocking and data processing unit 119 for processing detection information and images of the small unmanned aerial vehicle and transmitting the processed detection information and images to the operation control unit 120 and receiving a control signal from the operation control unit 120 to control the detection interception processing unit Detection interception processing system.
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