KR101366819B1 - 데이터링크를 사용하는 체계에서 gps 전파교란 극복 방법 및 장치, 그리고 이의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

데이터링크를 사용하는 체계에서 gps 전파교란 극복 방법 및 장치, 그리고 이의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실시예들은 GPS 전파교란 극복에 관한 것으로서, 송신 체계가 GPS 수신기를 통해 위성으로부터 GPS 신호를 수신하고, 상기 수신된 GPS 신호의 상태가 정상인지 판단하며, 상기 수신된 GPS 신호의 상태가 정상인 경우, 최초 GPS 기만이 발생했는지 판단하는 단계; 상기 최초 GPS 기만이 발생한 경우, 상기 송신 체계의 트랙 정보와 동일한 트랙 정보를 갖는 표적 정보의 위치 정보를 상기 송신 체계의 위치 정보로 사용하고, 자함 정보에 포함되는 위치 품질의 설정 값을 0으로 설정하며, 상기 최초 GPS 기만이 발생함을 나타내는 GPS 스푸핑 인디케이터의 값을 1로 설정하는 단계; 및 상기 최초 GPS 기만이 발생하지 않은 경우, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되었는지 판단하고, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되지 않은 경우, 자함 정보에 포함되는 위치 품질의 설정 값을 0을 초과하는 값으로 설정하는 단계; 를 포함할 수 있다.

Description

데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법 및 장치, 그리고 이의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체{METHOD AND APPARATUS FOR OVERCOMING OF GPS SIGNAL DISTURBANCE OF SYSTEM USING THE DATA LINK, AND COMPUTER READABLE RECORDING MEDIUM THEREOF}
본 발명의 실시예들은 GPS 전파교란 극복에 관한 것으로서, 예컨대, GPS 전파교란 발생 시 데이터링크를 사용하는 체계에서의 전파교란 극복 방법 및 장치, 그리고 이의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
최근 GPS(Global Positioning System) 신호는 내비게이션, 카메라, 스마트 폰, 항법 장치 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 또한, GPS 신호를 사용하여 정밀 작전 수행 및 정밀 타격이 가능한 무기 체계(Weapon System)가 개발되는 추세이다. GPS 수신기는 지상에서 약 20,000Km 이격된 정지궤도 위성으로부터 송출되는 GPS 데이터 신호를 수신하고, 수신된 GPS 데이터 신호로부터 위치 산출을 통해 현재 GPS 수신기가 위치한 지점의 위치 정보를 획득할 수 있다. 그러나 위성으로부터 송출되어 GPS 수신기가 수신하는 GPS 데이터 신호의 세기는 대기의 영향, 가시성, 다중 경로 에러(multipath error)등의 원인으로 인해 약 160dBW 정도로 수신된다. GPS 수신기가 수신하는 GPS 데이터의 신호의 세기는 휴대폰, 스마트 폰과 같은 이동통신 장치에서 송출되는 전파 세기의 약 백분에 일 정도의 세기에 해당할 만큼 매우 약하다.
한편, GPS 신호에 대한 전파교란 방법은 크게 GPS 재밍(Jamming)과 GPS 기만(Spoofing)이 있다.
GPS 재밍은 재머를 통해 GPS 신호와 같은 주파수 대역에서 GPS 수신기가 수신하는 GPS 데이터 신호의 세기보다 더 큰 신호 전력을 송출하여 비교적 손쉽게 GPS 전파교란을 할 수 있다.
GPS 기만은 GPS 기만기를 통해 공개된 GPS 신호구조를 이용하여 거짓 GPS 신호를 생성하여 출력할 수 있다. 또한, GPS 기만은 GPS 신호를 일정시간 동안 지연시키고, 지연된 GPS 신호를 출력할 수 있다. GPS 기만 대상이 되는 GPS 수신기는 GPS 기만기로부터 출력되는 거짓 GPS 신호 또는 지연된 GPS를 수신하고, 수신된 GPS 신호로부터 잘못된 위치 정보를 산출하게 된다.
GPS 재밍 또는 GPS 기만을 수행하는 장치는 저렴한 비용으로 제작가능하며, GPS 신호를 사용하는 고가의 첨단 장비를 무용지물로 만들 수 있다는 점에서 파괴력이 크다.
데이터링크를 사용하는 무기 체계는 GPS 신호를 사용하여 자신의 현재 위치 정보와 현재 시간 정보를 제공받는다. 따라서 GPS 재밍에 의한 GPS 재밍 상태 또는 GPS 기만에 의한 GPS 기만 상태에 놓이게 되면, 무기 체계는 자신의 위치를 파악하고, 데이터링크를 사용하는 적어도 하나의 다른 체계로 올바른 자신의 위치 정보를 제공하는데 문제를 발생한다. 상기 문제는 작전 수행 및 정밀 타격에 큰 영향을 초래하게 된다.
최근 GPS 재밍 또는 GPS 기만을 피할 수 있는 방법으로는 GPS 신호 전력의 절대적인 크기를 감시하는 방법, GPS 신호 전력의 변화율을 감시하는 방법, 상대적인 GPS 신호 전력의 세기 감시하는 방법, GPS 신호의 코드와 반송파의 변화율 비교하는 방법, 도플러의 변화량 감시 및 위성의 궤도 검사 방법 등이 연구되고 있으나 GPS 재밍 또는 GPS 기만을 극복하는 해결책으로는 한계가 있다.
다른 예로서, 도 12는 민간 항공 데이터링크의 운용 개념도이다. 도 12를 참조하면, 민간 항공기 분야에서 지상 관제소에서 항공기들의 통제 능력 향상 및 민간 항공기간 충돌을 방지하기 위하여 ADS-B(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) 및 민간 항공기 데이터링크 체계가 개발되고 있다. ADS-B는 각 항공기가 서로 간의 위치를 확인하기 위해 GPS 위치를 송수신하는 기술이다. ADS-B 및 민간항공기 데이터링크 체계에서 항공기의 위치 정보는 GPS 및 항법 장치를 통해서 생성하고 있다. ADS-B 및 민간항공기 데이터링크 체계에서 GPS 재밍 또는 기만이 발생할 경우, 지상관제소의 통제에 문제가 발생하거나 항공기 간 충돌 사고가 발생할 수 있기 때문에 대책이 필요하다. 따라서 GPS 재밍 또는 GPS 기만을 극복할 수 있는 기술이 필요하다.
본 발명의 실시예는 데이터링크를 사용하는 체계가 GPS 재밍 상태인 경우에도, 정상적인 위치 정보를 획득할 수 있는 데이터링크를 사용하는 체계에서 전파교란 극복 방법 및 장치, 그리고 이의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는 데이터링크를 사용하는 체계가 GPS 기만 상태인 경우에도, 정상적인 위치 정보를 획득할 수 있는 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법 및 장치, 그리고 이의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법은 송신 체계가 GPS 수신기를 통해 위성으로부터 GPS 신호를 수신하고, 상기 수신된 GPS 신호의 상태가 정상인지 판단하며, 상기 수신된 GPS 신호의 상태가 정상인 경우, 최초 GPS 기만이 발생했는지 판단하는 단계; 상기 최초 GPS 기만이 발생한 경우, 상기 송신 체계의 자함 정보와 동일한 트랙 번호를 갖는 표적 정보의 위치 정보를 상기 송신 체계의 위치 정보로 사용하고, 자함 정보에 포함되는 위치 품질의 설정 값을 0으로 설정하며, 상기 최초 GPS 기만이 발생함을 나타내는 GPS 스푸핑 인디케이터의 값을 1로 설정하는 단계; 및 상기 최초 GPS 기만이 발생하지 않은 경우, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되었는지 판단하고, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되지 않은 경우, 자함 정보에 포함되는 위치 품질의 설정 값을 0을 초과하는 값으로 설정하는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 수신된 GPS 신호의 상태가 정상인지 판단하는 단계는, 상기 수신된 GPS 신호의 상태가 비정상인 경우, 상기 동일한 트랙 번호를 갖는 상기 표적 정보의 위치 정보를 상기 송신 체계의 위치 정보로 사용하는 단계; 및 상기 자함 정보에 포함되는 상기 위치 품질의 설정 값을 0으로 설정하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 최초 GPS 기만이 발생했는지 판단하는 단계는, 상기 최초 GPS 기만이 발생했는지 판단을 위한 수학식
Figure 112013121014838-pat00001
을 통해 이루어지며,
Figure 112013121014838-pat00002
은
Figure 112013121014838-pat00003
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보,
Figure 112013121014838-pat00004
은
Figure 112013121014838-pat00005
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보,
Figure 112013121014838-pat00006
은 최대 이동 가능 거리,
Figure 112013121014838-pat00007
는 미리 설정된 운용 마진 및
Figure 112013121014838-pat00008
은 최초 GPS 기만 발생 여부를 판단하기 위한 임계값으로 정의될 수 있다.
상기 최대 이동 가능 거리는 상기 최대 이동 가능 거리를 위한 수학식
Figure 112013121014838-pat00009
을 통해 이루어지며,
Figure 112013121014838-pat00010
은 최대 이동 가능 거리,
Figure 112013121014838-pat00011
은
Figure 112013121014838-pat00012
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 속도 및
Figure 112013121014838-pat00013
는 GPS 신호의 수신 주기로 정의될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법은, 송신 체계가 네트워크 망을 통해 표적 정보를 수신하는 단계; 최초 GPS 기만이 발생함을 나타내는 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되었는지 판별하고, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되었으면, GPS 기만 상태가 지속되고 있는지 판별하는 단계; 상기 GPS 기만 상태가 지속되지 않고 해제된 경우, 자함 정보에 포함되는 위치 품질의 설정 값을 0을 초과하는 값으로 설정하고, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값을 0으로 설정하며, GPS 신호를 이용하여 자함 전시를 수행하는 단계; 및 상기 GPS 기만 상태가 지속되는 경우, 상기 송신 체계의 자함 정보와 동일한 트랙 번호를 갖는 상기 표적 정보의 위치 정보를 상기 송신 체계의 위치 정보로 사용하고, 상기 위치 품질의 설정 값을 0으로 설정하는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되었는지 판별하는 단계는, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되어 있지 않으면, 상기 동일한 트랙 정보를 갖는 상기 표적 정보의 위치 정보를 무시하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 GPS 기만 상태가 지속되고 있는지 판별하는 단계는, 상기 GPS 기만 상태가 지속되고 있는지 판별하기 위한 수학식
Figure 112013121014838-pat00014
을 통해 이루어지며, GPS 신호의 현재 위치 정보의 값은 GPS 수신기로부터 산출된 현재 위치 정보의 값, 표적 정보의 현재 위치 정보의 값은 레이더 탑재 송신 체계(120)로부터 수신된 표적 정보에 포함된 위치 정보로부터 산출된 현재 위치 정보의 값 및
Figure 112013121014838-pat00015
는 GPS 기만의 지속 여부를 판단하기 위한 임계값으로 정의될 수 있다.
상기 GPS기만 상태를 판별하기 위한 수학식에서 GPS 신호 및 표적 정보의 현재 위치 정보를 산출하는 단계는, 상기 GPS 신호 및 표적 정보의 위치 정보에 추측항법 중 보외법을 이용하는 수학식
Figure 112013121014838-pat00016
을 통해 이루어지며,
Figure 112013121014838-pat00017
는 보외법을 이용하여 산출된 현재 위치,
Figure 112013121014838-pat00018
는 과거 GPS 신호 및 레이더 센싱을 통해 획득한 위치,
Figure 112013121014838-pat00019
는 표적의 속도 및
Figure 112013121014838-pat00020
는 현재 시각에서 표적 획득 시간을 뺀 경과 시간으로 정의될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법은, 송신 체계가 GPS 수신기를 통해 위성으로부터 GPS 신호를 수신하고, 상기 수신된 GPS 신호의 상태가 정상인지 판단하며, 상기 수신된 GPS 신호의 상태가 정상인 경우, 최초 GPS 기만이 발생했는지 판단하는 단계; 상기 최초 GPS 기만이 발생한 경우, 상기 송신 체계의 트랙 정보와 동일한 트랙 정보를 갖는 표적 정보의 위치 정보를 상기 송신 체계의 위치 정보로 사용하고, 자함 정보에 포함되는 위치 품질의 설정 값을 0으로 설정하며, 상기 최초 GPS 기만이 발생함을 나타내는 GPS 스푸핑 인디케이터의 값을 1로 설정하는 단계; 상기 최초 GPS 기만이 발생하지 않은 경우, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되었는지 판단하고, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되지 않은 경우, 자함 정보에 포함되는 위치 품질의 설정 값을 0을 초과하는 값으로 설정하는 단계; 상기 송신 체계가 네트워크 망을 통해 표적 정보를 수신하는 단계; 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되었는지 판별하고, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되었으면, GPS 기만 상태가 지속되고 있는지 판별하는 단계; 상기 GPS 기만 상태가 지속되지 않고 해제된 경우, 상기 위치 품질의 설정 값을 0을 초과하는 값으로 설정하고, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값을 0으로 설정하며, 상기 GPS 신호를 이용하여 자함 전시를 수행하는 단계; 및 상기 GPS 기만 상태가 지속되는 경우, 상기 동일한 트랙 정보를 갖는 상기 표적 정보의 위치 정보를 상기 송신 체계의 위치 정보로 사용하고, 상기 위치 품질의 설정 값을 0으로 설정하는 단계; 를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명의 실시예에 따르면, GPS 전파교란 상태에 놓인 체계가 GPS 재밍 및 GPS 기만 상태가 발생할 경우 이를 판단하고 극복할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, GPS 전파교란 상태에 놓인 체계가 자신의 위치를 올바르게 인식할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, GPS 전파교란 상태에 놓인 체계가 네트워크 망을 통해 동일 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계에게 올바른 자신의 위치 정보를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크 운용 환경에서 데이터링크를 사용하는 체계들 간의 관계를 나타내는 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자함 정보와 표적 정보 간 비교 일치되는 비교 일지 영역을 나타내는 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크 체계가 정상 운용 시 자함 정보를 사용하여 송신 체계의 위치 정보를 공유하는 방법을 나타내는 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크 체계가 비정상 운용 시 레이더 탑재 송신 체계의 표적 정보를 사용하여 송신 체계의 위치 정보를 공유하는 방법을 나타내는 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자함 정보와 표적 정보의 GPS 재밍 또는 GPS 기만 시 흐름도를 나타내는 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 추측항법인 보외법의 개념을 나타내는 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법 중 레이더 탑재 송신 체계의 동작을 나타내는 흐름도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법 중 수신 체계의 동작을 나타내는 흐름도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법 중 GPS 정상 동작 여부를 판단하는 송신 체계의 동작을 나타내는 흐름도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법 중 GPS 기만 상태의 지속 여부를 판단하는 송신 체계의 동작을 나타내는 흐름도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 기만에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 전파교란 극복 방법 중 송신 체계의 동작을 나타내는 예시도.
도 12는 민간 항공 데이터링크의 운용 개념도.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 예시적 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 전파교란 극복 방법, 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 이해를 돕기 위해 다음과 같이 일반적인 데이터링크를 사용하는 체계 환경에서 특정 체계에 대해 GPS 재밍이나 GPS 기만이 발생할 경우 부가적으로 발생하는 문제에 대하여 간략히 설명한다.
일반적인 데이터링크를 사용하는 체계 환경에서 특정 체계에 대해 GPS 재밍이나 GPS 기만이 발생할 경우, 네트워크 망에 가입된 체계들 간에 특정 체계의 위치 정보의 공유 문제가 발생하게 된다. 예컨대, 일반적인 송신 체계는 GPS 수신기를 통해 위성으로부터 GPS 신호를 수신하고, 수신된 GPS 신호로부터 위치 정보를 산출하여 자신의 위치를 획득한다. 일반적인 송신 체계는 산출된 위치 정보를 포함하여 자함 정보를 생성할 수 있다. GPS 재밍이 발생할 경우, 일반적인 송신 체계는 GPS 신호를 정상적으로 수신할 수 없어 자신의 위치를 획득할 수 없다.
또한, GPS 기만이 발생할 경우, 일반적인 송신 체계는 자신의 위치를 엉뚱한 곳으로 판단하게 되는 문제가 발생할 수 있다. GPS 재밍 상태 또는 GPS 기만 상태 의 일반적인 송신 체계가 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계로 잘못된 자함 정보를 주기적으로 전파할 경우, 잘못된 자함 정보를 수신한 체계는 일반적인송신 체계 위치를 잘못 파악하여 혼란을 겪게 된다.
하기 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 전파교란 극복 방법, 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 이해를 돕기 위해 다음과 같이 용어를 정의한다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계는 위성으로부터 GPS 신호를 수신하고, 수신된 GPS 신호로부터 자함 신호를 생성하여 네트워크 망을 통해 전파할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계는 데이터링크만 탑재한 적어도 하나의 체계인 송신 체계와 레이더 및 데이터링크를 탑재한 적어도 하나의 체계인 레이더 탑재 송신 체계를 포함하여 구성될 수 있다. 예컨대, 데이터링크를 사용하는 체계는 GPS 신호를 사용하여 정밀 작전 수행 및 정밀 타격이 가능한 송신 체계와 레이더 탑재 송신 체계를 포함하는 무기 체계일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 송신 체계는 데이터링크만 탑재한 체계로서, 수초마다 주기적으로 자함 정보(PPLI : Precise Participant Location & Identification)를 생성하고, 생성된 자함 정보를 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계로 전파할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자함 정보는 송신 체계가 트랙 번호(Track Number, 이하 TN), GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보, 위치 품질(Geodetic Position Quality, 이하 Gpq) 정보, 속도 정보, 고도 정보 및 해당 체계에 대한 기타 부가 정보 중 적어도 하나를 포함하여 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 TN은 네트워크 망에 가입된 체계 간의 서로 식별 가능하도록 해주는 고유의 식별자 정보이다. 예컨대, 송신 체계는 자함 정보에 자신의 TN을 포함하여 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보는 GPS 수신기가 위성으로부터 GPS 신호를 수신하고, 수신된 GPS 신호로부터 산출된 현재 지점의 위치 정보이다.
본 발명의 실시예에 따른 Gpq 정보는 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보의 품질을 나타내는 정보이다. 예컨대, GPS 수신기의 오류가 발생한 송신 체계는 Gpq 정보를 0으로 설정하고, 0으로 설정된 Gpq 정보를 포함하는 자함 정보를 생성하여 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계로 전파할 수 있다. 다른 예로서 GPS 수신기가 정상 상태로 동작하는 송신 체계는 Gpq 정보를 0 초과로 설정하고, 0초과로 설정된 Gpq 정보를 포함하는 자함 정보를 생성하여 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계로 전파할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 레이더 탑재 송신 체계는 레이더 및 데이터링크를 탑재한 체계로서, 수초마다 주기적으로 표적 정보를 생성하고, 생성된 표적 정보를 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계로 전파할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표적 정보는 레이더 탑재 송신 체계가 공중, 해상 및 지상에 위치한 적어도 하나의 표적(물체)을 레이더 센싱을 통해 식별한 후 생성하는 표적의 위치 정보, 표적의 속도 정보, 표적의 위치 품질 정보 및 해당 체계에 대한 기타 부가 정보 중 적어도 하나를 포함하여 생성할 수 있다. 예컨대, 레이더 탑재 송신 체계는 동일 네트워크 망에 가입된 송신 체계를 대상으로 레이더를 통해 식별하여, 송신 체계의 위치 정보, 송신 체계의 속도 정보, 송신 체계의 위치 품질 정보 및 송신 체계에 대한 기타 부가 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하여 표적 정보를 생성할 수 있다. 레이더 탑재 송신 체계는 송신 체계를 대상으로 생성한 표적 정보를 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계로 전파할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크 운용 환경에서 데이터링크를 사용하는 체계들 간의 관계를 나타내는 예시도이다. 도 1을 참조하면, 데이터링크만 탑재한 송신 체계(110)와 레이더 및 데이터링크를 탑재한 레이더 탑재 송신 체계(120)를 포함하는 데이터링크를 사용하는 체계(100)가 도시되어 있다.
송신 체계(110)는 자함 정보를 생성하고, 생성된 자함 정보를 네트워크 망에 가입된 레이더 탑재 송신 체계(120)로 전송할 수 있다.
또한, 레이더 탑재 송신 체계(120)는 표적을 대상으로 레이더 센싱을 통해 식별하여 표적 정보를 생성하고, 생성된 표적 정보를 네트워크 망에 가입된 송신 체계(110)로 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자함 정보와 표적 정보 간 비교 일치되는 비교 일지 영역을 나타내는 예시도이다. 도 2를 참조하면, 데이터 링크를 사용하는 네트워크 망에는 적어도 하나의 체계의 위치 정보가 포함된 자함 정보가 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계로 전파되며, 특정 표적을 대상으로 레이더 센싱을 통해 식별되어 생성된 표적 정보가 함께 동일 네트워크 망에서 전파된다. 네트워크 망에 가입된 각 체계에 구비된 표시기에 이중항적 전시 상황이 발생할 수 있다. 이중항적 전시 상황은 표시기에 표시되는 자함 정보와 표적 정보가 동일한 위치에 이중으로 전시되는 상황이다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 전파교란 극복 방법 및 장치는 데이터링크 표준에 따른 비교일치 알고리즘(Correlation Algorithm)을 수행하여 이중항적 전시 상황을 방지할 수 있다.
데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법 및 장치는 비교일치 알고리즘을 통해 네트워크 망에 가입된 각 체계에 구비된 표시기의 동일한 위치에 표시되도록 생성되는 자함 정보와 표적 정보를 처리할 수 있다. 예컨대, 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법 및 장치는 특정 체계로부터 수신된 자함 정보와 표적을 대상으로 레이더 센싱을 통해 생성된 표적 정보를 기준에 따라 동일 항적인지 식별하기 위해 데이터링크 표준에 따른 비교일치 알고리즘을 수행할 수 있다. 동일 항적인지 식별을 위해 사용되는 기준은 위치 정보, 속도 정보 및 고도 오차 정보 등을 사용할 수 있다. 상기 식별 결과, 네트워크 망에 전파되는 자함 정보와 표적 정보가 동일 항적으로 식별될 경우, 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법 및 장치는 자함 정보와 표적 정보 중 하나를 선택할 수 있다. 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법 및 장치는 송신 체계에서 GPS 신호를 이용하여 생성되는 자함 정보에 포함된 위치 정보의 정확도가 높기 때문에 네트워크 망에 자함 정보만 유통되도록 할 수 있다.
네트워크 망에 자함 정보만 유통되도록 결정된 경우, 본 발명의 실시예에 따른 레이더 탑재 송신 체계(120)는 송신체계(110)를 대상으로 생성된 표적 정보가 네트워크 망으로 송신되지 않도록 자신이 획득한 표적의 보고 권한을 포기할 수 있다.
또한, 레이더 탑재 송신 체계는 표적 정보의 TN을 네트워크 망에 유통되는 자함 정보를 송신하는 송신 체계의 TN과 동일한 TN으로 설정하고 관리할 수 있다. 송신 체계의 TN과 동일한 TN으로 설정되는 표적 정보는 레이더 탑재 송신 체계가 송신 체계를 대상으로 레이더 센싱을 통해 식별하여 생성한 표적 정보이다.
또한, 레이더 탑재 송신 체계는 통신 가시거리(LOS: Line of Sight)가 확보되지 않아 네트워크 망에 자함 정보가 더 이상 유통되지 않거나 GPS 수신기의 오류로 0으로 설정된 Gpq 정보를 포함하는 자함 정보를 수신할 경우, 송신 체계의 TN과 동일한 TN으로 설정되어 관리하던 표적 정보를 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계는 레이더 탑재 송신 체계로부터 주기적으로 전파할 수 있다. 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계는 레이더 탑재 송신 체계로부터 주기적으로 수신되는 표적 정보에 포함된 위치 정보를 통해 송신 체계의 위치 정보를 연속적으로 획득할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 장치 및 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크 체계가 정상 운용 시 자함 정보를 사용하여 송신 체계의 위치 정보를 공유하는 방법을 나타내는 예시도이다. 도 3을 참조하면, 데이터링크 체계가 정상 운용 시, 송신 체계(110)는 위성으로부터 수신한 GPS 신호를 수신하여 위치 정보를 산출하고, 산출된 위치 정보를 포함하는 자함 정보를 네트워크 망에 가입된 레이더 탑재 송신 체계(120) 및 수신 체계(130: 130a, 130b)로 주기적으로 전송할 수 있다.
레이더 탑재 송신 체계(120) 및 수신 체계(130: 130a, 130b)는 송신 체계(110)로부터 주기적으로 송신되는 자함 정보를 수신하고, 수신된 자함 정보에 포함된 위치 정보를 통해 송신 체계(110)의 위치를 파악할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크 체계가 비정상 운용 시 레이더 탑재 송신 체계의 표적 정보를 사용하여 송신 체계의 위치 정보를 공유하는 방법을 나타내는 예시도이다. 도 4를 참조하면, 데이터링크 체계가 비정상 운용 시, 레이더 탑재 송신 체계(120)는 송신 체계(110)를 대상으로 레이더 센싱을 통해 식별하여 송신 체계(110)의 TN과 동일한 값으로 설정된 TN을 포함하는 표적 정보를 생성할 수 있다. 레이더 탑재 송신 체계(120)는 표적 정보를 네트워크 망에 가입된 송신 체계(110) 및 수신 체계(130: 130a, 130b)로 주기적으로 송신할 수 있다. 송신 체계(110) 및 수신 체계(130: 130a, 130b)는 레이더 탑재 송신 체계(120)로부터 주기적으로 수신되는 표적 정보에 포함된 위치 정보를 통해 송신 체계의 위치 정보를 연속적으로 획득할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자함 정보와 표적 정보의 GPS 재밍 또는 GPS 기만 시 흐름도를 나타내는 예시도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계(100)는 송신 체계(110), 레이더 탑재 송신 체계(120) 및 수신 체계(130: 130a, 130b)를 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 장치가 GPS 재밍과 같은 전파 방해가 발생할 경우 동작하는 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 송신 체계(110)가 GPS 재밍 상태에 놓이게 되면, 송신 체계(110)는 구비된 데이터링크 처리기(미도시)를 통해 GPS 수신기(미도시)의 동작 상태를 모니터링하여 GPS 신호를 수신 동작의 방해 여부를 비교적 손쉽게 인지할 수 있다. GPS 재밍 상태에 놓인 GPS 수신기는 위성으로부터 GPS 신호를 수신하기 위해 수신 동작 또는 GPS 신호를 수신하기위해 GPS 신호를 추적하는 추적 동작을 수행하는데 문제를 겪기 때문이다. 따라서 송신 체계(110)는 GPS 신호 방해 여부를 GPS 수신기(미도시)의 동작 상태를 모니터링하는 데이터링크 처리기(미도시)를 통해 GPS 재밍과 같은 전파 방해가 발생한 것을 인지할 수 있다.
GPS 재밍과 같은 전파 방해를 확인한 경우, 송신 체계(110)의 데이터링크 처리기는 Gqp의 값을 0으로 설정하고, 0으로 설정된 Gpq를 포함하는 자함 정보를 생성하여 네트워크 망에 가입된 레이더 탑재 송신 체계(120) 및 수신 체계(130: 130a, 130b)로 송신할 수 있다.
GPS 재밍과 같은 전파 방해 환경에 놓인 경우, 송신 체계(110)는 레이더 탑재 송신 체계(120)로부터 송신되는 송신 체계(110)와 동일한 TN을 갖는 표적 정보를 수신하고, 수신된 표적 정보에 포함된 위치 정보를 자신의 위치 정보로 사용할 수 있다.
송신 체계(110)의 GPS 수신기는 GPS 재밍과 같은 전파 방해 환경을 벗어나 정상적인 GPS 동작 환경으로 진입하면 정상 작동할 수 있다. GPS 수신기가 정상 작동하는 송신 체계(110)는 GPS 수신기를 통해 위성으로부터 GPS 신호를 수신하고, 수신된 GPS 신호로부터 위치 정보를 산출하여 자신의 위치 정보로 사용할 수 있다.
또한, GPS 수신기가 정상 작동하는 송신 체계(110)의 데이터링크 처리기는 Gqp의 값을 0초과로 재설정하고, 0초과의 값으로 설정된 Gpq를 포함하는 자함 정보를 생성하여 네트워크 망에 가입된 레이더 탑재 송신 체계(120) 및 수신 체계(130: 130a, 130b)로 주기적으로 송신할 수 있다.
또한, GPS 수신기가 정상 작동하는 송신 체계(110)는 레이더 탑재 송신 체계(120)로부터 네트워크 망을 통해 전파되는 송신 체계(110)의 TN과 동일한 TN을 갖는 표적 정보를 수신하면 수신된 표적 정보를 무시할 수 있다.
레이더 탑재 송신 체계(120)는 송신 체계(110)로부터 네트워크 망을 통해 전파되는 0으로 설정된 Gpq를 포함하는 자함 정보가 수신되면 송신 체계(110)가 GPS 재밍과 같은 전파 방해 환경에 놓였음을 인지하고, 송신 체계(110)를 대상으로 레이더 센싱을 통해 표적 정보를 생성할 수 있다. 표적 정보에 포함된 TN은 송신 체계(110)의 TN(Track Number)과 동일한 TN으로 설정할 수 있다. 레이더 탑재 송신 체계(120)는 생성된 표적 정보를 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계로 주기적으로 송신할 수 있다. 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계는 수신된 표적 정보에 포함된 위치 정보를 송신 체계(110)의 위치 정보로 획득할 수 있다. 또한, 레이더 탑재 송신 체계(120)에서 생성되어 네트워크 망을 통해 전파되는 송신 체계(110)와 동일한 TN을 갖는 표적 정보의 송신 주기는 송신 주기를 평상시 표적 정보 송신 주기보다 주기를 짧게 하여 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계로 주기적으로 자주 송신할 수 있다. 송신 체계(110) 및 수신 체계(130: 130a, 130b)가 수신된 표적 정보에 포함된 위치 정보를 송신 체계(110)의 위치 정보로 사용하기 때문이다. 예컨대, 일반적인 표적 정보의 송신 주기가 12초라면, 송신 체계(110)를 표적으로 생성된 표적 정보는 3초의 송신 주기로 설정될 수 있다.
수신 체계(130: 130a, 130b)는 송신 체계(110)로부터 네트워크 망을 통해 송신되는 0으로 설정된 Gpq가 포함된 자함 정보 및 레이더 탑재 송신 체계(120)로부터 송신되는 송신 체계(110)의 TN과 동일한 TN이 포함된 표적 정보가 수신된 경우, 이중전시를 방지하기 위하여 수신된 자함 정보에 포함된 부가 정보만을 획득할 수 있다. 수신 체계(130: 130a, 130b)는 수신된 표적 정보에 포함된 위치 정보를 송신 체계(110)의 위치 정보로 획득하여 송신 체계(110)의 항적을 전시하며 그 속성은 자함 정보로 관리할 수 있다. 수신 체계(130: 130a, 130b)가 송신 체계(110)를 표적 정보로 관리하면, 데이터 링크가 탑재되지 않은 체계로 간주되어 데이터링크를 사용한 추가적인 정보 교류가 불가능하다. 반면, 수신 체계(130: 130a, 130b)가 송신 체계(110)를 자함 정보로 관리하면, 데이터링크를 사용한 추가적인 정보 교류가 가능하다. 수신 체계(130: 130a, 130b)가 송신 체계(110)와 데이터링크를 사용하여 항로 정보를 전달, 위험 경고, 교전 및 임무 할당을 수행할 수 있다.
다음은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 장치가 GPS 기만이 발생할 경우에 동작하는 방법을 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 장치는 데이터링크 표준에서 제공되고 있는 동작을 최대한 유지하기 위하여 송신 체계(110)의 데이터링크 처리기에서 GPS 기만 여부를 판단할 수 있다. 송신 체계(110)의 GPS 수신기는 GPS 기만의 발생 여부를 스스로 인지할 수 없다. 따라서 송신 체계(110)는 데이터링크 처리기를 통해 GPS 기만의 발생 여부를 판단할 수 있다.
먼저, 정상 상태의 GPS 수신기가 구비된 송신 체계(110)가 최초 GPS 기만 상태에 놓이면, 기존의 위치 정보에서 항로가 이탈되는 현상이 발생한다.
송신 체계(110)의 데이터링크 처리기는 정상 상태의 GPS 수신기가 수신한 GPS 신호로부터 산출된 과거 위치와 GPS 기만 상태에 놓인 GPS 수신기가 수신한 GPS 신호로부터 산출된 현재 위치를 서로 비교하여 최초의 GPS 기만 발생 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 송신 체계(110)는 GPS 수신기를 통해 위성으로부터 수신된 GPS 신호로부터 위치 정보, 속도(Speed) 및 항로(Course) 정보 등을 산출할 수 있다. 송신 체계(110)의 GPS 수신기는 위성으로부터 수신한 GPS 신호를 일반적으로 1초 주기(T) 마다 데이터링크 처리기로 전달할 수 있다. 송신 체계(110)의 데이터링크 처리기는 GPS 신호를 수신했을 때의 과거 위치로부터 이동 가능한 현재 위치의 최대 거리를 하기 수학식 1을 통해 산출할 수 있다.
Figure 112013121014838-pat00021
여기서,
Figure 112013121014838-pat00022
은 최대 이동 가능 거리,
Figure 112013121014838-pat00023
은
Figure 112013121014838-pat00024
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 속도 및
Figure 112013121014838-pat00025
는 GPS 신호의 수신 주기로 정의될 수 있다.
송신 체계(110)의 데이터링크 처리기는 하기 수학식 2에 상기 수학식 1을 통해 산출된 최대 이동 거리(
Figure 112013121014838-pat00026
)를 고려하여 최초 GPS 기만의 발생 여부를 판단할 수 있다.
Figure 112013121014838-pat00027
여기서,
Figure 112013121014838-pat00028
은
Figure 112013121014838-pat00029
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보,
Figure 112013121014838-pat00030
은
Figure 112013121014838-pat00031
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보,
Figure 112013121014838-pat00032
은 최대 이동 가능 거리,
Figure 112013121014838-pat00033
는 미리 설정된 운용 마진 및
Figure 112013121014838-pat00034
은 최초 GPS 기만 발생 여부를 판단하기 위한 임계값으로 정의될 수 있다. 송신 체계(110)의 데이터링크 처리기는
Figure 112013121014838-pat00035
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보(
Figure 112013121014838-pat00036
)와
Figure 112013121014838-pat00037
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보(
Figure 112013121014838-pat00038
)의 차이의 절대 값이 최대 이동 가능 거리(
Figure 112013121014838-pat00039
)와 미리 설정된 운용 마진(
Figure 112013121014838-pat00040
)을 곱한 값인 최초 GPS 기만 발생 여부를 판단하기 위한 임계값(
Figure 112013121014838-pat00041
)의 이상의 값을 갖는 경우, 송신 체계(110)가 최초 GPS 기만 상태에 놓였음을 판단할 수 있다.
하지만, GPS 기만을 발생시키는 GPS 기만 발생 장치가 일정한 궤적의 운동을 하는 GPS 신호를 송신 체계(110)의 GPS 수신기를 대상으로 출력하는 경우, 송신 체계(110)는 상기 수학식2로는 더 이상의 GPS 기만 상태를 판단할 수 없다. 따라서 최초 GPS 기만이 발생했다고 판단한 후, 송신 체계(110)는 Gpq를 0으로 설정하여 관리하고, 0으로 설정된 Gpq를 포함하는 자함 정보를 생성하여 네트워크 망에 가입된 레이더 탑재 송신 체계(120) 및 수신 체계(130: 130a, 130b)로 주기적으로 송신할 수 있다.
또한, 송신 체계(110)의 데이터링크 처리기는 GPS 수신기의 GPS 기만 상태에 놓였는지 여부를 관리하기 위해 GPS 스푸핑(Spoofing) 인디케이터(Indicator)의 값을 0 또는 1로 설정할 수 있다. 송신 체계(110) GPS 스푸핑 인디케이터 필드를 구비된 저장부(미도시)에 데이터베이스를 추가할 수 있다. GPS 스푸핑 인디케이터의 설정 값은 현재 송신 체계(110)의 GPS 수신기가 GPS 기만 상태에 놓였는지 여부를 나타낼 수 있는 값이다. 예컨대, 최초 GPS 기만이 발생하면, 송신 체계(110)의 데이터링크 처리기는 GPS 수신기가 GPS 기반 상태에 놓였음을 관리하기위해 GPS 스푸핑 인디케이터의 설정 값을 1로 설정할 수 있다. 반면, GPS 기만 상태에 벗어나 GPS 수신기가 정상 상태가 되면, 송신 체계(110)의 데이터링크 처리기는 GPS 수신기가 정상 상태임을 관리하기위해 GPS 스푸핑 인디케이터의 설정 값을 0으로 설정할 수 있다.
또한, 최초 GPS 기만이 발생했다고 판단한 후, 송신 체계(110)는 지속적으로 GPS 기만 상태의 지속 여부를 모니터링하며, 네트워크 망을 통해 레이더 탑재 송신 체계(120)로부터 자신의 TN과 동일한 TN이 포함된 표적 정보를 수신하고, 수신된 표적 정보에 포함된 위치 정보를 자신의 위치 정보로 획득할 수 있다.
또한, GPS 기만 상태에 놓인 송신 체계(110)는 자신의 TN과 동일한 TN을 포함된 표적 정보가 수신되면, 수신된 표적 정보에 포함된 위치 정보와 GPS 수신기에서 산출된 위치 정보간의 오차를 비교할 수 있다. GPS 기만에 없는 상태의 상기 오차는 일정 거리 값으로 설정된 임계값 미만의 값을 갖는다. 반면, GPS 기만 상태의 상기 오차는 임계값 이상의 값을 갖는다. 따라서 GPS 기만 상태의 송신 체계(110)는 자신의 TN과 동일한 TN을 포함한 표적 정보가 수신될 경우, 상기 오차가 고려된 하기 수학식 3을 통해 GPS 기만의 지속 여부를 판단할 수 있다.
Figure 112013121014838-pat00042
여기서, GPS 신호의 현재 위치 정보의 값은 GPS 수신기로부터 산출된 현재 위치 정보의 값, 표적 정보의 현재 위치 정보의 값은 레이더 탑재 송신 체계(120)로부터 수신된 표적 정보에 포함된 위치 정보로부터 산출된 현재 위치 정보의 값 및
Figure 112013121014838-pat00043
는 GPS 기만의 지속 여부를 판단하기 위한 임계값을 의미한다. GPS 기만 상태의 송신 체계(110)는 GPS 수신기로부터 산출된 위치 정보의 값과 표적 정보의 위치 정보의 값의 차이의 절대 값이 GPS 기만의 지속 여부를 판단하기 위한 임계값(
Figure 112013121014838-pat00044
) 이상의 값을 갖는 경우, GPS 기만이 지속됨으로 판단할 수 있다. GPS 기만의 지속 여부를 판단하기 위한 임계값(
Figure 112013121014838-pat00045
)은 운용자 변수로서 레이더 탑재 송신 체계(120)의 레이더 성능과 실제 운용상의 마진을 고려하여 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다.
상기 판단 결과, GPS 기만이 지속되고 있음을 판단한 송신 체계(110)는 Gpq를 0으로 설정하고, 0으로 설정된 Gpq를 포함하는 자함 정보를 생성하여 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계로 주기적으로 송신할 수 있다. GPS 기만이 해제되었음을 판단한 송신 체계(110)는 GPS 스푸핑 인디케이터의 값을 0으로 재설정하며, Gpq를 0 초과의 값으로 설정하고, 0 초과의 값으로 설정된 Gpq를 포함하는 자함 정보를 생성하여 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계로 주기적으로 송신할 수 있다.
한편, 송신 체계(110)가 GPS 기만의 지속 여부를 판단하기 위한 수학식 3을 적용함에 있어서, 레이더 탑재 송신 체계(120)로부터 주기적으로 수신받는 표적 정보에 포함된 위치 정보의 수신 시각의 기준 문제가 데이터링크의 특성에 따라 발생할 수 있다. 위치 정보의 수신 시각의 기준이 실제 수신 시각이 아니라 과거 특정 시각이 되는 경우가 발생할 수 있다. 따라서 송신 체계(110)는 도 6에 도시된 추측항법(Dead Reckoning) 중 보외법(Extrapolation)을 적용하여, 현재의 위치의 추정을 통해 데이터링크의 특성에 따라 발생하는 위치 정보의 수신 시각의 기준 문제를 해결할 수 있다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 추측항법인 보외법의 개념을 나타내는 예시도이다. 송신 체계(110)는 보외법에 의해 일반적인 이동 물체는 주로 직선운동을 하므로 자신이 등속직선운동 중이라고 가정할 수 있다. 도 6을 참조하면, 송신 체계(110)는 표적 정보에 포함된 위치 정보를 대상으로 추측항법 중 보외법을 수행하여 현재 시각 기준의 위치를 추정할 수 있다. 그 후, 송신 체계(110)는 GPS 신호 및 표적 정보로부터 추측항법 중 보외법을 통해 현재 위치 정보의 값을 산출하여 GPS 기만의 지속 여부를 판단하기 위한 수학식 3에 반영할 수 있다. 송신 체계(110)는 수신된 GPS 신호 및 표적 정보의 현재 위치 정보를 대상으로 추측항법 중 보외법을 이용하는 하기 수학식 4를 통해 현재 위치 정보를 산출할 수 있다.
Figure 112013121014838-pat00046
여기서,
Figure 112013121014838-pat00047
는 보외법을 이용하여 산출된 현재 위치,
Figure 112013121014838-pat00048
는 과거 GPS 신호 및 레이더 센싱을 통해 획득한 위치,
Figure 112013121014838-pat00049
는 표적의 속도 및
Figure 112013121014838-pat00050
는 현재 시각에서 표적 획득 시간을 뺀 경과 시간으로 정의할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법 중 레이더 탑재 송신 체계의 동작을 나타내는 흐름도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 레이더 탑재 송신 체계(120)는 네트워크 망을 통해 송신 체계(110)로부터 송신되는 자함 정보를 수신할 수 있다(701).
그 후, 레이더 탑재 송신 체계(120)는 수신된 자함 정보에 포함된 Gpq의 설정 값이 0을 초과하는지 판단하여, GPS 신호의 정상 여부를 판단할 수 있다.
상기 판단 결과, 수신된 자함 정보에 포함된 위치 품질의 설정 값이 0을 초과하는 경우, 레이더 탑재 송신 체계(120)는 GPS 신호가 정상임을 판단하고, 송신 체계(110)의 TN과 동일한 TN을 포함하는 표적 정보의 송신을 중단할 수 있다(703).
수신된 자함 정보에 포함된 위치 품질의 설정 값이 0인 경우, 레이더 탑재 송신 체계(120)는 GPS 신호가 비정상임을 판단하고, 송신 체계(110)의 TN과 동일한 TN을 포함하는 표적 정보를 생성하여 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계로 송신할 수 있다(704).
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 장치 및 방법 중 수신 체계의 동작을 나타내는 흐름도이다. 도 8을 참조하면, 먼저, 본 발명의 실시예에 따른 수신 체계(130: 130a, 130b)는 자함 정보 및 표적 정보를 수신할 수 있다(801). 자함 정보는 네트워크 망을 통해 송신 체계(110)로부터 수신할 수 있다. 표적 정보는 네트워크 망을 통해 레이더 탑재 송신 체계(120)로부터 수신할 수 있다.
그 후, 수신 체계(130: 130a, 130b)는 수신된 자함 정보에 포함된 송신 체계(110)의 TN과 동일한 TN이 포함된 표적 정보가 수신되었는지 판단할 수 있다(802). 상기 판단 결과, 송신 체계(110)의 TN과 동일한 TN이 포함된 표적 정보가 수신되지 않은 경우, 수신 체계(130: 130a, 130b)는 수신된 자함 정보에 포함된 위치 정보를 송신 체계(110)의 위치 정보로 사용하고(805), 801단계로 이동하여 해당 단계를 수행할 수 있다.
송신 체계(110)의 TN과 동일한 TN이 포함된 표적 정보가 수신된 경우, 수신 체계(130: 130a, 130b)는 수신된 자함 정보에 포함된 Gpq의 설정 값이 0을 초과하는지 판단하여, GPS 신호가 정상인지 판단할 수 있다(803). 상기 판단 결과, 수신된 자함 정보에 포함된 Gpq의 설정 값이 0을 초과하는 경우, 수신 체계(130: 130a, 130b)는 GPS 신호를 정상으로 판단하고, 수신된 자함 정보에 포함된 위치 정보를 송신 체계(110)의 위치 정보로 사용하고(805), 801단계로 이동하여 해당 단계를 수행할 수 있다.
수신된 자함 정보에 포함된 Gpq의 설정 값이 0인 경우, 수신 체계(130: 130a, 130b)는 GPS 신호를 비정상으로 판단하고, 수신된 표적 정보에 포함된 위치 정보를 송신 체계(110)의 위치 정보로 사용하고(804), 801단계로 이동하여 해당 단계를 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법 중 GPS 정상 동작 여부를 판단하는 송신 체계의 동작을 나타내는 흐름도이다. 도 9를 참조하면, 먼저, 송신 체계(110)는 GPS 수신기를 통해 위성으로부터 GPS 신호를 수신할 수 있다(901).
그 후, 송신 체계(110)의 GPS 수신기는 수신된 GPS 신호가 정상인지 판단할 수 있다(902). 상기 판단 결과, GPS 신호가 정상인 경우, 송신 체계(110)는 하기 903단계로 이동하여 해당 단계를 수행할 수 있다.
단계(902)에서, GPS 신호가 비정상인 경우, 송신 체계(110)는 레이더 탑재 송신 체계(120)로부터 수신된 송신 체계(110)의 TN과 동일한 TN이 포함된 표적 정보의 위치 정보를 송신 체계(110)의 위치 정보로 사용하고(906), 자함 정보에 포함되는 Gpq의 설정 값을 0으로 설정할 수 있다(907).
단계(902)에서, GPS 신호가 정상인 경우, 송신 체계(110)의 데이터링크 처리기는 하기 수학식을 통해 최초 GPS 기만의 발생 여부를 판단할 수 있다(903).
Figure 112013121014838-pat00051
여기서,
Figure 112013121014838-pat00052
은
Figure 112013121014838-pat00053
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보,
Figure 112013121014838-pat00054
은
Figure 112013121014838-pat00055
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보,
Figure 112013121014838-pat00056
은 최대 이동 가능 거리,
Figure 112013121014838-pat00057
는 미리 설정된 운용 마진 및
Figure 112013121014838-pat00058
은 최초 GPS 기만 발생 여부를 판단하기 위한 임계값으로 정의될 수 있다. 송신 체계(110)의 데이터링크 처리기는 하기 수학식을 통해 최대 이동 가능 거리(
Figure 112013121014838-pat00059
)를 산출할 수 있다.
Figure 112013121014838-pat00060
여기서,
Figure 112013121014838-pat00061
은 최대 이동 가능 거리,
Figure 112013121014838-pat00062
은
Figure 112013121014838-pat00063
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 속도 및
Figure 112013121014838-pat00064
는 GPS 신호의 수신 주기로 정의될 수 있다.
단계(903)에서, 상기 판단 결과,
Figure 112013121014838-pat00065
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보(
Figure 112013121014838-pat00066
)와
Figure 112013121014838-pat00067
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보(
Figure 112013121014838-pat00068
)의 차이의 절대 값이 최초 GPS 기만 발생 여부를 판단하기 위한 임계값(
Figure 112013121014838-pat00069
) 이상의 값을 갖는 경우, 송신 체계(110)의 데이터링크 처리기는 최초 GPS 기만이 발생을 했음을 판단하고, 송신 체계(110)는 레이더 탑재 송신 체계(120)로부터 수신된 송신 체계(110)의 TN(Track Number)과 동일한 TN이 포함된 표적 정보의 위치 정보를 송신 체계(110)의 위치 정보로 사용하고(908), 자함 정보에 포함되는 Gpq의 설정 값을 0으로 설정하며 (909), GPS 기만 발생했음을 나타내는 GPS 스푸핑 인디케이터의 설정 값을 1로 설정할 수 있다(910).
단계(903)에서,
Figure 112013121014838-pat00070
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보(
Figure 112013121014838-pat00071
)와
Figure 112013121014838-pat00072
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보(
Figure 112013121014838-pat00073
)의 차이의 절대 값이 최초 GPS 기만 발생 여부를 판단하기 위한 임계값(
Figure 112013121014838-pat00074
) 미만의 값을 갖는 경우, 송신 체계(110)는 GPS 기만 발생했음을 나타내는 GPS 스푸핑 인디케이터의 설정 값이 1로 설정되었는지 판단할 수 있다(904).
단계(904)에서, 상기 판단 결과, GPS 스푸핑 인디케이터의 설정 값이 1로 설정된 경우, 송신 체계(110)는 최초 GPS 기만 발생했음을 인식하고, 해당 단계를 종료할 수 있다. 단계(904)에서, GPS 스푸핑 인디케이터의 설정 값이 1로 설정되지 않은 경우, 송신 체계(110)는 최초 GPS 기만 발생하지 않았음을 인식하고, 자함 정보에 포함되는 위치 품질의 설정 값을 0을 초과하는 값을 갖도록 설정하고(905), GPS 신호의 위치정보를 사용한다(920).
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법 중 GPS 기만 상태의 지속 여부를 판단하는 송신 체계의 동작을 나타내는 흐름도이다. 도 10을 참조하면, 먼저, 송신 체계(110)는 레이더 탑재 송신 체계(120)로부터 표적 정보를 수신할 수 있다(1001).
그 후, 송신 체계(110)는 최초 GPS 기만이 발생했음을 나타내는 GPS 스푸핑 인디케이터의 설정 값이 1로 설정되었는지 판단할 수 있다(1002). 상기 판단 결과, GPS 스푸핑 인디케이터의 설정 값이 1로 설정된 경우, 다음 1003단계로 이동하여 해당 단계를 수행할 수 있다. 단계(1002)에서, GPS 스푸핑 인디케이터의 설정 값이 1로 설정되지 않은 경우, 송신 체계(110)는 최초 GPS 기만 발생하지 않았음을 인식하고, 레이더 탑재 송신 체계(120)로부터 수신된 송신 체계(110)의 TN과 동일한 TN이 포함된 표적 정보의 위치 정보를 무시할 수 있다(1007).
단계(1002)에서, GPS 스푸핑 인디케이터의 설정 값이 1로 설정된 경우, 송신 체계(110)는 GPS 기만 발생했음 인식하고, GPS 기만 상태의 지속 여부를 판별할 수 있다(1003). 송신 체계(110)는 하기 수학식을 통해 GPS 기만의 지속 여부를 판단할 수 있다.
Figure 112013121014838-pat00075
GPS 신호의 현재 위치 정보의 값은 GPS 수신기로부터 산출된 현재 위치 정보의 값, 표적 정보의 현재 위치 정보의 값은 레이더 탑재 송신 체계(120)로부터 수신된 표적 정보에 포함된 위치 정보로부터 산출된 현재 위치 정보의 값 및
Figure 112013121014838-pat00076
는 GPS 기만의 지속 여부를 판단하기 위한 임계값으로 정의될 수 있다.
단계(1003)에서, 상기 판단 결과, GPS 수신기로부터 산출된 위치 정보의 값과 표적 정보의 위치 정보의 값의 차이의 절대 값이 GPS 기만의 지속 여부를 판단하기 위한 임계값 이상의 값을 갖는 경우, 송신 체계(110)는 GPS 기만이 지속됨을 판단하고, 레이더 탑재 송신 체계(120)로부터 수신된 송신 체계(110)의 TN(Track Number)과 동일한 TN이 포함된 표적 정보의 위치 정보를 자신의 위치 정보로 사용하고(1008), 자함 정보에 포함되는 Gpq의 설정 값을 0으로 설정할 수 있다(1009).
또한, 송신 체계(110)는 수신된 GPS 신호 및 표적 정보의 위치 정보를 대상으로 추측항법 중 보외법을 이용하는 하기 수학식을 적용하여 산출된 현재 위치를 상기 1003단계에 반영할 수 있다.
Figure 112013121014838-pat00077
여기서,
Figure 112013121014838-pat00078
는 보외법을 이용하여 산출된 현재 위치,
Figure 112013121014838-pat00079
는 과거 GPS 신호 및 레이더 센싱을 통해 획득한 위치,
Figure 112013121014838-pat00080
는 표적의 속도 및
Figure 112013121014838-pat00081
는 현재 시각에서 표적 획득 시간을 뺀 경과 시간으로 정의될 수 있다.
단계(1003)에서, GPS 수신기로부터 산출된 위치 정보의 값과 표적 정보의 위치 정보의 값의 차이의 절대 값이 GPS 기만의 지속 여부를 판단하기 위한 임계값 미만의 값을 갖는 경우, 송신 체계(110)는 GPS 기만의 상태가 해소되었음으로 판단하고, 자함 정보에 포함되는 Gpq의 설정 값을 0 초과하는 값으로 설정할 수 있다(1004).
그 후, 송신 체계(110)는 GPS 기만 발생했음을 나타내는 GPS 스푸핑 인디케이터의 설정 값을 0으로 설정할 수 있다(1005).
그 후, 송신 체계(110)는 위성으로부터 GPS 수신기를 통해 수신되는 GPS 신호의 위치정보를 사용할 수 있다(1006).
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 기만에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법 중 송신 체계의 동작을 나타내는 예시도이다. 도 11을 참조하면, GPS가 정상 상태인 경우, 송신 체계(110)는 0을 초과하는 값으로 설정된 Gpq를 포함하는 자함 정보를 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계로 전송할 수 있다.
또한, GPS가 정상 상태인 경우, 송신 체계(110)는 최초 GPS 기만 발생했음을 나타내는 GPS 스푸핑 인디케이터의 설정 값을 0으로 설정할 수 있다.
그 후, 송신 체계(110)는
Figure 112013121014838-pat00082
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보(
Figure 112013121014838-pat00083
)와
Figure 112013121014838-pat00084
번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보(
Figure 112013121014838-pat00085
)의 차이의 절대 값이 최초 GPS 기만 발생 여부를 판단하기 위한 임계값(
Figure 112013121014838-pat00086
)의 이상의 값을 갖는지 비교하여 최초 GPS 기만 발생 여부를 판단할 수 있다.
최초 GPS 기만 발생한 경우, 0으로 설정된 Gpq를 포함하는 자함 정보를 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계로 전송할 수 있다. 또한, 송신 체계(110)는 GPS 기만 발생했음을 나타내는 GPS 스푸핑 인디케이터의 설정 값을 1로 설정할 수 있다.
그 후, 송신 체계(110)는 GPS 수신기로부터 산출된 위치 정보의 값과 표적 정보의 위치 정보의 값의 차이의 절대 값이 GPS 기만의 지속 여부를 판단하기 위한 임계값 이상의 값을 갖는 지를 비교하여 GPS 기만의 지속 여부를 판단할 수 있다.
GPS 기만이 지속됨으로 판단된 경우, 송신 체계(110)는 GPS 기만 발생했음을 나타내는 GPS 스푸핑 인디케이터의 설정 값을 1로 유지할 수 있다.
GPS 기만이 해제되었음으로 판단된 경우, 송신 체계(110)는 0을 초과하는 값으로 설정된 Gpq를 포함하는 자함 정보를 네트워크 망에 가입된 적어도 하나의 다른 체계로 전송할 수 있다. 또한, 송신 체계(110)는 GPS 기만 발생했음을 나타내는 GPS 스푸핑 인디케이터의 설정 값을 0으로 재설정할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 데이터링크 운용 환경
110 : 송신 체계
120 : 레이더 탑재 송신 체계
130 : 수신 체계

Claims (11)

  1. 송신 체계가 GPS 수신기를 통해 위성으로부터 GPS 신호를 수신하고, 상기 수신된 GPS 신호의 상태가 정상인지 판단하며, 상기 수신된 GPS 신호의 상태가 정상인 경우, 최초 GPS 기만이 발생했는지 판단하는 단계;
    상기 최초 GPS 기만이 발생한 경우, 상기 송신 체계의 자함 정보와 동일한 트랙 번호를 갖는 표적 정보의 위치 정보를 상기 송신 체계의 위치 정보로 사용하고, 자함 정보에 포함되는 위치 품질의 설정 값을 0으로 설정하며, 상기 최초 GPS 기만이 발생함을 나타내는 GPS 스푸핑 인디케이터의 값을 1로 설정하는 단계; 및
    상기 최초 GPS 기만이 발생하지 않은 경우, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되었는지 판단하고, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되지 않은 경우, 자함 정보에 포함되는 위치 품질의 설정 값을 0을 초과하는 값으로 설정하고 GPS신호의 위치정보를 자함정보로 사용하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 수신된 GPS 신호의 상태가 정상인지 판단하는 단계는,
    상기 수신된 GPS 신호의 상태가 비정상인 경우,
    상기 동일한 트랙 번호를 갖는 상기 표적 정보의 위치 정보를 상기 송신 체계의 위치 정보로 사용하는 단계; 및
    상기 자함 정보에 포함되는 상기 위치 품질의 설정 값을 0으로 설정하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 최초 GPS 기만이 발생했는지 판단하는 단계는,
    상기 최초 GPS 기만이 발생했는지 판단을 위한 수학식
    Figure 112013121014838-pat00087

    을 통해 이루어지며,
    Figure 112013121014838-pat00088
    은
    Figure 112013121014838-pat00089
    번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보,
    Figure 112013121014838-pat00090
    은
    Figure 112013121014838-pat00091
    번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 위치 정보,
    Figure 112013121014838-pat00092
    은 최대 이동 가능 거리,
    Figure 112013121014838-pat00093
    는 미리 설정된 운용 마진 및
    Figure 112013121014838-pat00094
    은 최초 GPS 기만 발생 여부를 판단하기 위한 임계값으로 정의되는 것을 포함 것을 특징으로 하는 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 최대 이동 가능 거리는
    상기 최대 이동 가능 거리를 위한 수학식
    Figure 112013121014838-pat00095

    을 통해 이루어지며,
    Figure 112013121014838-pat00096
    은 최대 이동 가능 거리,
    Figure 112013121014838-pat00097
    은
    Figure 112013121014838-pat00098
    번째 주기에서 GPS 수신기로부터 획득한 속도 및
    Figure 112013121014838-pat00099
    는 GPS 신호의 수신 주기로 정의되는 것을 포함 것을 특징으로 하는 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법.
  5. 송신 체계가 네트워크 망을 통해 표적 정보를 수신하는 단계;
    최초 GPS 기만이 발생함을 나타내는 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되었는지 판별하고, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되었으면, GPS 기만 상태가 지속되고 있는지 판별하는 단계;
    상기 GPS 기만 상태가 지속되지 않고 해제된 경우, 자함 정보에 포함되는 위치 품질의 설정 값을 0을 초과하는 값으로 설정하고, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값을 0으로 설정하며, GPS 신호의 위치정보를 자함정보로 사용하는 단계; 및
    상기 GPS 기만 상태가 지속되는 경우, 상기 송신 체계의 자함정보와 동일한 트랙 번호를 갖는 상기 표적 정보의 위치 정보를 상기 송신 체계의 위치 정보로 사용하고, 상기 위치 품질의 설정 값을 0으로 설정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되었는지 판별하는 단계는,
    상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되어 있지 않으면,
    상기 동일한 트랙 번호를 갖는 상기 표적 정보의 위치 정보를 무시하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 GPS 기만 상태가 지속되고 있는지 판별하는 단계는,
    상기 GPS 기만 상태가 지속되고 있는지 판별하기 위한 수학식
    Figure 112013121014838-pat00100
    을 통해 이루어지며, GPS 신호의 현재 위치 정보의 값은 GPS 수신기로부터 산출된 현재 위치 정보의 값, 표적 정보의 현재 위치 정보의 값은 레이더 탑재 송신 체계(120)로부터 수신된 표적 정보에 포함된 위치 정보로부터 산출된 현재 위치정보의 값 및
    Figure 112013121014838-pat00101
    는 GPS 기만의 지속 여부를 판단하기 위한 임계값으로 정의되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 GPS 신호 및 표적 정보의 현재 위치정보를 산출하는 단계는,
    상기 GPS 신호 및 표적 정보의 위치 정보에 추측항법 중 보외법을 이용하는 수학식
    Figure 112013121014838-pat00102

    을 통해 이루어지며,
    Figure 112013121014838-pat00103
    는 보외법을 이용하여 산출된 현재 위치,
    Figure 112013121014838-pat00104
    는 과거 GPS 신호 및 레이더 센싱을 통해 획득한 위치,
    Figure 112013121014838-pat00105
    는 표적의 속도 및
    Figure 112013121014838-pat00106
    는 현재 시각에서 표적 획득 시간을 뺀 경과 시간으로 정의되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법.
  9. 송신 체계가 GPS 수신기를 통해 위성으로부터 GPS 신호를 수신하고, 상기 수신된 GPS 신호의 상태가 정상인지 판단하며, 상기 수신된 GPS 신호의 상태가 정상인 경우, 최초 GPS 기만이 발생했는지 판단하는 단계;
    상기 최초 GPS 기만이 발생한 경우, 상기 송신 체계의 자함 정보와 동일한 트랙 번호를 갖는 표적 정보의 위치 정보를 상기 송신 체계의 위치 정보로 사용하고, 자함 정보에 포함되는 위치 품질의 설정 값을 0으로 설정하며, 상기 최초 GPS 기만이 발생함을 나타내는 GPS 스푸핑 인디케이터의 값을 1로 설정하는 단계;
    상기 최초 GPS 기만이 발생하지 않은 경우, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되었는지 판단하고, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되지 않은 경우, 자함 정보에 포함되는 위치 품질의 설정 값을 0을 초과하는 값으로 설정하는 단계;
    상기 송신 체계가 네트워크 망을 통해 표적 정보를 수신하는 단계;
    상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되었는지 판별하고, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값이 1로 설정되었으면, GPS 기만 상태가 지속되고 있는지 판별하는 단계;
    상기 GPS 기만 상태가 지속되지 않고 해제된 경우, 상기 위치 품질의 설정 값을 0을 초과하는 값으로 설정하고, 상기 GPS 스푸핑 인디케이터의 값을 0으로 설정하며, 상기 GPS 신호를 이용하여 자함 전시를 수행하는 단계; 및
    상기 GPS 기만 상태가 지속되는 경우, 상기 동일한 트랙 정보를 갖는 상기 표적 정보의 위치 정보를 상기 송신 체계의 위치 정보로 사용하고, 상기 위치 품질의 설정 값을 0으로 설정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재된 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 방법의 각 과정을 컴퓨터 상에서 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.
  11. 제 10항의 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체를 포함하는 데이터링크를 사용하는 체계에서 GPS 전파교란 극복 장치.
KR1020130168192A 2013-12-31 2013-12-31 데이터링크를 사용하는 체계에서 gps 전파교란 극복 방법 및 장치, 그리고 이의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 KR101366819B1 (ko)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101659485B1 (ko) * 2016-04-05 2016-09-23 국방과학연구소 그리드 방식을 기반으로 하는 전술 데이터링크 처리 장치 및 그 방법
WO2018084569A1 (ko) * 2016-11-01 2018-05-11 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 gps 신호를 수신하여 위치 정보를 도출하는 방법 및 장치
US10162061B2 (en) 2015-02-02 2018-12-25 Electronics And Telecommunications Research Institute Global navigation satellite system (GNSS) navigation solution generating apparatus and method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040263378A1 (en) 2001-10-16 2004-12-30 Abraham Jossef Method and apparatus for signal detection and jamming
JP2007232688A (ja) 2006-03-03 2007-09-13 Mitsubishi Electric Corp Ｇｐｓ妨害波抑制装置、及びｇｐｓ妨害波抑制システム
KR20130135739A (ko) * 2012-06-01 2013-12-11 한국전자통신연구원 위성항법 기만신호 제거 장치 및 그 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040263378A1 (en) 2001-10-16 2004-12-30 Abraham Jossef Method and apparatus for signal detection and jamming
JP2007232688A (ja) 2006-03-03 2007-09-13 Mitsubishi Electric Corp Ｇｐｓ妨害波抑制装置、及びｇｐｓ妨害波抑制システム
KR20130135739A (ko) * 2012-06-01 2013-12-11 한국전자통신연구원 위성항법 기만신호 제거 장치 및 그 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10162061B2 (en) 2015-02-02 2018-12-25 Electronics And Telecommunications Research Institute Global navigation satellite system (GNSS) navigation solution generating apparatus and method
KR101659485B1 (ko) * 2016-04-05 2016-09-23 국방과학연구소 그리드 방식을 기반으로 하는 전술 데이터링크 처리 장치 및 그 방법
WO2018084569A1 (ko) * 2016-11-01 2018-05-11 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 gps 신호를 수신하여 위치 정보를 도출하는 방법 및 장치
US11215715B2 (en) 2016-11-01 2022-01-04 Lg Electronics Inc. Method and device for deriving location information by means of receiving GPS signal in wireless communication system

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