KR101580053B1 - 가속도계를 이용한 gps 기만신호 검출장치 및 방법 - Google Patents

가속도계를 이용한 gps 기만신호 검출장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

가속도계를 이용한 GPS 기만신호 검출장치 및 방법이 제공된다. 개시된 GPS 기만신호 검출장치는 복수의 시간구간 각각에서, GPS 수신기를 이용하여 산출된 제1 가속도값과 가속도계를 통해 측정된 제2 가속도값의 차의 크기와 대응되는 오차값를 산출하는 오차값 산출부; 및 상기 복수의 시간구간에서의 오차값이 임계값 이상인지 여부에 기초하여, 상기 GPS 수신기에서의 수신신호에 GPS 기만신호가 포함되는지 여부를 판단하는 판단부;를 포함한다.

Description

가속도계를 이용한 GPS 기만신호 검출장치 및 방법{Apparatus and Method for detecting GPS spoofing signal using a accelerometer}
본 발명의 실시예들은 가속도계를 이용하여 GPS(Global Positioning System)의 수신신호에 GPS 기만신호(spoofing signal)가 포함되어 있는지 여부를 검출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
미국의 GPS(Global Positioning System), 러시아의 GLONASS(Global Navigation Satellite System) 등과 같은 위성 항법 시스템(GNSS: Global Navigating Satellite System)은 위성으로부터 위성의 위치, 시간 및 기타 오차 보정 요소에 대한 정보를 수신하여 정확한 시각 정보 및 위치를 측정하기 위한 시스템이다.
최근 들어, 위성 항법 시스템은 군사 및 민간 영역의 다양한 산업 분야에서 활용되고 있고, 군사적 측면에서 위성 항법 시스템의 활용은 민간 분야에서의 활용보다 더 중요한 위치를 차지하고 있다. 위성 항법 시스템은 정확한 시각 및 위치정보를 획득하기 위해 최소 4개 이상의 위성으로부터 송신되는 신호를 수신할 수 있어야 한다.
한편, 위성 항법 시스템의 활용이 증가함에 따라 위성 항법 시스템을 교란하기 위한 악의적 공격 역시 증가하고 있으며, 특히 재밍(jamming)과 기만(spoofing)이 많이 사용되고 있다.
재밍은 GPS 신호와 동일한 주파수 대역의 신호를 GPS 신호보다 강한 세기로 발생시켜 GPS 수신기로 하여금 GPS 신호의 신호획득 및 추적을 정상적으로 수행할 수 없도록 하는 방식이다. 재밍신호는 GPS보다 강한 신호를 전송해야 하기 때문에 오랜 시간 동안 교란을 하기 어렵지만 광범위한 지역에 대해 영향을 줄 수 있다.
기만은 GPS 위성 신호와 같은 신호를 이용하여 GPS 수신기로 하여금 오동작을 유도하는 방식이다. GPS 기만신호는 GPS 수신기가 정상적인 동작을 수행하도록 하기 때문에 기만 여부에 대한 판단이 어려워 더 치명적인 결과를 초래할 수 있다.
현재 일반 상용 GPS 수신기에는 GPS 기만신호에 대하여 대응하는 기능이 포함되어 있지 않아 이에 대한 감지 및 대응 기법에 대한 연구가 필요한 상황이다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 가속도계를 이용하여 GPS(Global Positioning System)의 수신신호에 GPS 기만신호(spoofing signal)가 포함되어 있는지 여부를 정확하게 검출하는 GPS 기만신호 검출장치 및 방법을 제안하고자 한다.
본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 복수의 시간구간 각각에서, GPS 수신기를 이용하여 산출된 제1 가속도값과 가속도계를 통해 측정된 제2 가속도값의 차의 크기와 대응되는 오차값를 산출하는 오차값 산출부; 및 상기 복수의 시간구간에서의 오차값이 임계값 이상인지 여부에 기초하여, 상기 GPS 수신기에서의 수신신호에 GPS 기만신호가 포함되는지 여부를 판단하는 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS 기만신호 검출장치가 제공된다.
상기 판단부는, 연속해서 측정되는 L번의 오차값 모두가 상기 L번의 오차값과 각각 대응되는 임계값보다 큰 경우, 상기 수신신호에 상기 GPS 기만신호가 포함되어 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 복수의 시간구간 중 k번째 시간구간에서의 오차값과 대응되는 임계값은 상기 k번째 시간구간 이전에서 연속적으로 산출된 M개의 시간구간에서의 오차값의 표준편차를 이용하여 설정될 수 있다.
k-1번째 시간구간에서의 오차값이 상기 k-1번째 시간구간에서의 임계값 미만인 경우, 상기 k번째 시간구간에서의 오차값과 대응되는 임계값은, k-M번째 시간구간에서의 오차값 내지 상기 k-1번째 시간구간에서의 오차값의 표준편차를 이용하여 설정될 수 있다.
상기 k번째 시간구간 직전에서 연속적으로 산출된 적어도 하나의 시간구간에서의 오차값 각각이 상기 직전의 적어도 하나의 시간구간에서의 임계값 이상인 경우, 상기 k번째 시간구간에서의 오차값과 대응되는 임계값은, 상기 직전의 적어도 하나의 시간구간에서의 오차값을 제외하고, 상기 직전의 적어도 하나의 시간구간 직전에서 연속적으로 산출된 M개의 시간구간에서의 오차값의 표준편차를 이용하여 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 시간구간 각각에서, GPS 수신기를 이용하여 산출된 제1 가속도값과 가속도계를 통해 측정된 제2 가속도값의 차의 크기와 대응되는 오차값를 산출하는 단계; 및 상기 복수의 시간구간에서의 오차값이 임계값 이상인지 여부에 기초하여, 상기 GPS 수신기에서의 수신신호에 GPS 기만신호가 포함되는지 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS 기만신호 검출방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 가속도계를 이용하여 GPS의 수신신호에 GPS 기만신호가 포함되어 있는지 여부를 정확하게 검출할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 기만신호 검출장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 기만신호 검출장치의 동작의 흐름을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 임계값 설정부의 임계값 설정 동작의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 기만신호 검출장치의 시뮬레이션 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 기만신호 검출방법을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 기만신호 검출장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기만신호 검출장치(100)는 오차값 산출부(110), 임계값 설정부(120) 및 판단부(130)를 포함한다. 그리고, 기만신호 검출장치(100)는 복수의 시간구간에서 반복적으로 동작하여 기만신호를 검출한다. 이하, 각 구성요소 별로 그 기능을 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 오차값 산출부(110)는 복수의 시간구간 각각에서, GPS(Global Positioning System) 수신기를 이용하여 산출된 가속도값(이하, "제1 가속도값"이라고 함)과 가속도계를 통해 측정된 가속도값(이하, "제2 가속도값"이라고 함)의 차의 크기와 대응되는 오차값를 산출한다. 오차값은 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112014077166118-pat00001
여기서, k(1 이상의 정수)는 시간구간의 인덱스, Ek는 오차값, AccGPS(k)는 k번째 시간구간에서의 제1 가속도값, AccIMU(k)는 k번째 시간구간에서의 제2 가속도값을 각각 의미한다.
GPS 수신기는 속도값을 출력하는 것이 일반적이며, 본 발명에서 GPS 수신기는 속도값을 필터링 및 미분하여 가속도값을 산출할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 가속도값은, GPS 수신기의 속도값을 N(1 이상의 정수)번 평균하고(N-point average), 미분을 수행한 후(3-point 수치미분), 가속도를 N번 평균함으로써(N-point average) 생성될 수 있다.
또한, 가속도계는 관성 측정 장치(IMU: Inertial Measurement Unit) 내에 포함된 가속도계일 수 있다.
다음으로, 임계값 설정부(120)는 복수의 시간구간에서 산출된 오차값과 각각 대응되는 임계값을 설정한다. 즉, k번째 시간구간에서의 오차값은 k번째 시간구간에서의 임계값과 비교된다.
계속하여, 판단부(130)는 복수의 시간구간에서의 오차값이 임계값 이상인지 여부에 기초하여, GPS 수신기에서 수신되는 신호(수신신호)에 기만신호(spoofing signal)가 포함되는지 여부를 판단한다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 기만신호 검출장치(100)는 GPS 수신기를 통한 제1 가속도값과 가속도계를 통해 측정된 제2 가속도값의 비교를 통해 GPS 기만신호를 검출한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 복수의 시간구간에서 산출되는 오차값 중에서, 연속해서 측정되는 L(1 이상의 정수)번의 오차값 모두가, L번의 오차값과 각각 대응되는 임계값보다 큰 경우, 수신신호에 GPS 기만신호가 포함되어 있는 것으로 판단한다.
이하, 도 2를 참조하여 기만신호 검출장치(100)의 동작의 흐름을 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기만신호 검출장치(100)의 동작의 흐름을 도시한 순서도이다. 이 때, 도 2에서, 기만신호 검출장치(100)는 k번째 시간구간에서 동작하는 것으로 가정한다.
먼저, 단계(202)에서, 기만신호 검출장치(100)는 GPS 수신기를 이용하여 산출된 제1 가속도값(AccGPS(k))과 가속도계를 통해 측정된 제2 가속도값(AccIMU(k))를 수신한다.
다음으로, 단계(204)에서, 기만신호 검출장치(100)의 오차값 산출부(110)는 제1 가속도값(AccGPS(k))과 제2 가속도값(AccIMU(k))을 이용하여 k번째 시간구간에서의 오차값(Ek)을 산출한다. 이는 앞선 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
계속하여, 단계(206)에서, 기만신호 검출장치(100)의 임계값 설정부(120)는 k번째 시간구간에서의 오차값(Ek)을 이용하여 k번째 시간구간에서의 임계값(THk)을 산출한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, k번째 시간구간에서의 임계값(THk)은 k번째 시간구간 이전에서 연속적으로 산출된 M(1 이상의 정수임)개의 시간구간에서의 오차값의 표준편차(σk)를 이용하여 설정될 수 있다. 일례로서, M개의 시간구간에서의 오차값이 가우시안 정규분포를 가지는 경우, k번째 시간구간에서의 임계값(THk)은 M개의 시간구간에서의 오차값의 표준편차의 3배의 값(3σk)일 수 있다(이 경우, 3σk는 경고 오류(false alarm)가 0.135%가 되는 값이다).
임계값 설정부(120)의 임계값 설정 동작은 도 3에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
이 후, 단계(208)에서, 기만신호 검출장치(100)의 판단부(130)는 k번째 시간구간에서의 오차값(Ek)이 k번째 시간구간에서의 임계값(THk)보다 큰지를 판단한다.
만약, k번째 시간구간에서의 오차값(Ek)이 k번째 시간구간에서의 임계값(THk)보다 작거나 같다면, 판단부(130)에서는, 단계(210)에서 비교 카운터(Ecount)를 초기화하고(Ecount = 0), 단계(212)에서 인덱스 값(k)을 1만큼 증가시킨 후, 단계(202)로 회귀한다.
반대로, k번째 시간구간에서의 오차값(Ek)이 k번째 시간구간에서의 임계값(THk)보다 크다면, 단계(214)에서 판단부(130)는 비교 카운터(Ecount)를 1만큼 증가시킨다((Ecount = Ecount + 1).
계속하여, 단계(216)에서 판단부(130)는 비교 카운터(Ecount)의 값이 L보다 크거나 같은 값인지를 판단한다. 즉, 단계(216)에서는 연속해서 측정되는 L번의 오차값 모두가, L번의 오차값과 각각 대응되는 임계값보다 큰 것인지를 판단한다.
만약, 비교 카운터(Ecount)의 값이 L보다 작은 값이라면, 단계(212)에서 판단부(130)는 인덱스 값(k)을 1만큼 증가시킨 후, 단계(202)로 회귀한다. 반대로, 비교 카운터(Ecount)의 값이 L보다 크거나 같은 값이라면, 단계(216)에서 판단부(130)는 GPS 수신신호에 기만신호가 포함되어 있는 것으로 판단한다.
요컨대, 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 기만신호 검출장치(100)는 GPS 수신기의 가속도값과 가속도계의 가속도값의 비교를 통해 기만신호를 검출함으로써, 정확한 GPS 기만신호의 판단이 가능해진다.
한편, 도 3를 참조하여 임계값 설정부(120)의 임계값 설정 동작을 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 임계값 설정부(120)의 임계값 설정 동작의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
보다 상세하게, 도 3의 (a) 내지 (e)는 102번째 시간구간 내지 106번째 시간구간 각각에서 임계값을 설정하기 위한 개념을 도시하고 있다. 여기서, 임계값을 설정하기 위해, 5(=M)개의 오차값을 포함하는 윈도우(임계값 윈도우)가 설정될 수 있다. 또한, 짧은 크기의 오차값은 해당 시간구간의 임계값을 넘지 않는 오차값이고, 긴 크기의 오차값은 해당 시간구간의 임계값을 넘은 오차값으로 가정한다. 그리고, 임계값은 표준편차의 3배의 값으로 가정한다.
먼저, 도 3의 (a)를 참조하면, 102번째 시간구간 직전에서의 시간구간, 즉 101번째 시간구간에서의 오차값이 해당 시간구간에서의 임계값을 넘지 않으므로, 임계값 설정부(120)는 97번째 시간구간 내지 101번째 시간구간 각각의 오차값의 표준편차의 3배의 값을 102번째 시간구간의 임계값으로 설정할 수 있다.
다음으로, 도 3의 (b)를 참조하면, 103번째 시간구간 직전에서의 시간구간, 즉 102번째 시간구간에서의 오차값이 해당 시간구간에서의 임계값을 넘지 않으므로, 임계값 설정부(120)는 98번째 시간구간 내지 102번째 시간구간 각각의 오차값의 표준편차의 3배의 값을 103번째 시간구간의 임계값으로 설정할 수 있다.
계속하여, 도 3의 (c)를 참조하면, 104번째 시간구간 직전에서의 시간구간, 즉 103번째 시간구간에서의 오차값이 해당 시간구간에서의 임계값을 넘었으므로, 임계값 설정부(120)는 임계값 윈도우를 정지시킨다. 즉, 임계값 설정부(120)는 "98번째 시간구간 내지 102번째 시간구간" 각각의 오차값의 표준편차의 3배의 값을 104번째 시간구간의 임계값으로 설정할 수 있다. 따라서, 103번째 시간구간의 임계값과 104번째 시간구간의 임계값은 동일하다.
이 후, 도 3의 (d)를 참조하면, 105번째 시간구간 직전에서의 2개의 시간구간, 즉 103번째 시간구간에서의 오차값 및 104번째 시간구간에서의 오차값 각각이 해당 시간구간에서의 임계값을 넘었으므로, 임계값 설정부(120)는 임계값 윈도우를 정지시킨다. 즉, 임계값 설정부(120)는 "98번째 시간구간 내지 102번째 시간구간" 각각의 오차값의 표준편차의 3배의 값을 105번째 시간구간의 임계값으로 설정할 수 있다. 따라서, 103번째 시간구간의 임계값과 104번째 시간구간의 임계값은 동일하다. 따라서, 103번째 시간구간의 임계값, 104번째 시간구간의 임계값 및 105번째 시간구간의 임계값은 동일하다.
마지막으로, 도 3의 (e)를 참조하면, 106번째 시간구간 직전에서의 시간구간, 즉 105번째 시간구간에서의 오차값이 해당 시간구간에서의 임계값을 넘지 않으므로, 임계값 설정부(120)는 101번째 시간구간 내지 105번째 시간구간 각각의 오차값의 표준편차의 3배의 값을 106번째 시간구간의 임계값으로 설정할 수 있다.
요컨대, 도 3에 도시된 임계값 설정부(120)의 동작을 일반화하면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, k-1번째 시간구간에서의 오차값이 k-1번째 시간구간에서의 임계값 미만인 경우, k번째 시간구간에서의 오차값과 대응되는 임계값은, k-M번째 시간구간에서의 오차값 내지 k-1번째 시간구간에서의 오차값의 표준편차를 이용하여 설정될 수 있다(도 3의 (a), (b), (e)).
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, k번째 시간구간 직전에서 연속적으로 산출된 적어도 하나의 시간구간에서의 오차값 각각이 상기 직전의 적어도 하나의 시간구간에서의 임계값 이상인 경우, k번째 시간구간에서의 오차값과 대응되는 임계값은, 상기 직전의 적어도 하나의 시간구간에서의 오차값을 제외하고, 상기 직전의 적어도 하나의 시간구간 직전에서 연속적으로 산출된 M개의 시간구간에서의 오차값의 표준편차를 이용하여 설정될 수 있다(도 3의 (c), (d)).
이하에서는, 도 4 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 기만신호 검출장치(100)의 시뮬레이션 결과를 설명한다.
이 때, INS Toolbox를 이용하여 사용자 위치 정보를 생성하고, 시속 60km/s의 속도로 원운동하는 궤적과 방향변속을 하는 직선운동 궤적을 생성한다. 원운동 궤적에 대한 가속도계 출력을 구하고 이를 정상적인 신호의 참값으로 사용한다. 원운동 도중에 기만신호가 들어오는 것으로 가정하고 기만신호는 직선운동으로 가정한다. 이렇게 만들어진 경로에 대한 GPS 정보로부터 가속도값을 계산한 다음 가속도계 센서값과 함께 기만신호 검출에 사용한다. GPS 정보는 궤적의 위치에 따라 GPS Toolbox로 생성하는데, 칼만필터를 사용하여 속도를 출력으로 제공한다. GPS와 가속도계는 측정값은 100Hz이다. 사용한 가속도계는 MEMS용 저급 가속도계로 5,000ug(바이어스), 10,000ppm(환산계수오차)의 오차를 갖는다.
먼저, GPS 기만신호에 사용하는 궤적은 직선운동을 하다가 두 번의 90도 방향변속을 하는 궤적이다. 도 4는 기만신호에 사용하는 방향변속을 하는 직선운동에 대한 궤적(도 4의 (a))과 이 궤적에서의 가속도계 센서값(도 4의 (b))을 보여주고 있다.
도 5는 기만신호로 생성한 궤적에 대하여 GPS 정보를 이용하여 가속도를 계산한 결과를 보여주고 있다(50-point average 속도 후처리 결과를 이용하여 구한 가속도 50-point average 후처리 결과). 원운동과 마찬가지로 속도값을 후처리한 결과를 이용하여 가속도를 계산하는데 참값에 유사하게 계산되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 정상 동작 중에 기만당하는 실험을 위하여 5분 30초의 원운동 궤적 중에서 3분 30초 지점에서 GPS 기만신호가 동작하는 것으로 가정한다. 기만시점 이후에도 IMU 가속도계 센서는 실제 원운동에 대한 가속도 값을 제공해주기 때문에 이를 이용한 RMSE(Root Mean Square Deviation) 계산 결과를 모니터링 하면 특정 시점 이후로 오차범위 이상의 가속도 계산 오차가 발생하는 것을 확인할 수 있다.
도 6은 원운동 도중(도 6의 (a))에 기만당하여 직선운동을 하는 사용자에 대한 궤적(도 6의 (b)), 속도(도 6의 (c)), 가속도 정보(도 6의 (d))를 보여주고 있다. 3분 30초 (210초) 지점에서 기만상황이 발생하여 GPS로 구한 속도, 가속도 값이 급격하게 변하는 것을 확인할 수 있다.
도 7은 정상동작에서 기만이 발생한 상황에 대해서 GPS 정보로 구한 가속도 값과 IMU 가속도계 센서값을 이용한 RMSE 계산 결과를 보여주고 있다. GPS 출력속도의 100 by 100-point average한 결과로서 기만 시점에서 RMSE 값이 급격하게 커지는 것을 확인할 수 있다. RMSE값은 M=10을 사용하여 구한다. RMSE 값을 모니터링 하면서 이러한 급격한 변화량이 정상 동작에 대한 GPS 가속도 계산의 오차범위를 벗어나는 순간을 찾아냄으로써 GPS 기만신호를 검출할 수 있다.
기만당하는 시점 이후로 각 방향 성분의 가속도 오차의 값이 크게 변하는 순간을 찾아내기 위해서 과거의 복수개의 오차값에 대하여 평균값과 1σ값을 계산하여 3σ이상의 오차가 발생할 때마다 카운트를 하여 10개 연속인 경우에 기만 여부를 판단하였다. 도 8의 (a) 및 (b)는 정상적인 원운동 궤적에 대한 가속도 오차(도 8의 (a))와 1σ값(도 8의 (b))을 보여주고 있다. 도 8의 (c)는 현재 오차의 과거 100개 오차에 대한 3σ 비율을 보여주고 있다. 이 값이 1이 되면 이상신호가 감지되는 것이다.
도 9는 GPS 기만신호 발생시 신호에 대한 3σ 오차 비율값을 보여주고 있다. 1을 넘어가는 구간이 연속적으로 10번 이상 반복되면 기만신호를 선언하게 되는데 이 시점이 15444 샘플 포인트로 확인되었다. 3σ 오차 비율의 결과를 보면 기만시점 이후에 일정 시간이 지나 오차 비율이 감소하는 것을 확인할 수 있는데 이것은 현재 시점 이전의 과거 데이터에 대하여 기준을 정하는 방식으로 인해 생기는 문제로서 기본 샘플 데이터 수를 늘이거나 기만 감별 이후의 시점의 비교 구간은 기만 이전의 최종값으로 대체하는 방식 등으로 변경 가능하다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 기만신호 검출방법을 도시한 도면이다. 이하, 각 단계 별로 수행되는 과정을 상세하게 설명한다.
단계(1002)에서는 복수의 시간구간 각각에서, GPS 수신기를 이용하여 산출된 제1 가속도값과 가속도계를 통해 측정된 제2 가속도값의 차의 크기와 대응되는 오차값를 산출한다.
그리고, 단계(1004)에서는 복수의 시간구간에서의 오차값이 임계값 이상인지 여부에 기초하여, GPS 수신기에서의 수신신호에 기만신호가 포함되는지 여부를 판단한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 단계(1004)에서는 연속해서 측정되는 L번의 오차값 모두가 L번의 오차값과 각각 대응되는 임계값보다 큰 경우, GPS 수신신호에 기만신호가 포함되어 있는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 시간구간 중 k번째 시간구간에서의 오차값과 대응되는 임계값은 k번째 시간구간 이전에서 연속적으로 산출된 M개의 시간구간에서의 오차값의 표준편차를 이용하여 설정될 수 있다.
보다 상세하게, k-1번째 시간구간에서의 오차값이 k-1번째 시간구간에서의 임계값 미만인 경우, k번째 시간구간에서의 오차값과 대응되는 임계값은, k-M번째 시간구간에서의 오차값 내지 k-1번째 시간구간에서의 오차값의 표준편차를 이용하여 설정될 수 있다.
또한, k번째 시간구간 직전에서 연속적으로 산출된 적어도 하나의 시간구간에서의 오차값 각각이 상기 직전의 적어도 하나의 시간구간에서의 임계값 이상인 경우, k번째 시간구간에서의 오차값과 대응되는 임계값은, 상기 직전의 적어도 하나의 시간구간에서의 오차값을 제외하고, 상기 직전의 적어도 하나의 시간구간 직전에서 연속적으로 산출된 M개의 시간구간에서의 오차값의 표준편차를 이용하여 설정될 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 GPS 기만신호 검출방법의 실시예들에 대하여 설명하였고, 앞서 도 1 내지 도 9에서 설명한 GPS 기만신호 검출장치(100)에 관한 구성이 본 실시예에도 그대로 적용 가능하다. 이에, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 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 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 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 일 실시예들의 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 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 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 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. 복수의 시간구간 각각에서, GPS 수신기를 이용하여 산출된 제1 가속도값과 가속도계를 통해 측정된 제2 가속도값의 차의 크기와 대응되는 오차값를 산출하는 오차값 산출부; 및
    상기 복수의 시간구간에서의 오차값이 임계값 이상인지 여부에 기초하여, 상기 GPS 수신기에서의 수신신호에 GPS 기만신호가 포함되는지 여부를 판단하는 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS 기만신호 검출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 판단부는, 연속해서 측정되는 L번의 오차값 모두가 상기 L번의 오차값과 각각 대응되는 임계값보다 큰 경우, 상기 수신신호에 상기 GPS 기만신호가 포함되어 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 GPS 기만신호 검출장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 시간구간 중 k번째 시간구간에서의 오차값과 대응되는 임계값은 상기 k번째 시간구간 이전에서 연속적으로 산출된 M개의 시간구간에서의 오차값의 표준편차를 이용하여 설정되는 것을 특징으로 하는 GPS 기만신호 검출장치.
  4. 제3항에 있어서,
    k-1번째 시간구간에서의 오차값이 상기 k-1번째 시간구간에서의 임계값 미만인 경우,
    상기 k번째 시간구간에서의 오차값과 대응되는 임계값은, k-M번째 시간구간에서의 오차값 내지 상기 k-1번째 시간구간에서의 오차값의 표준편차를 이용하여 설정되는 것을 특징으로 하는 GPS 기만신호 검출장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 k번째 시간구간 직전에서 연속적으로 산출된 적어도 하나의 시간구간에서의 오차값 각각이 상기 직전의 적어도 하나의 시간구간에서의 임계값 이상인 경우,
    상기 k번째 시간구간에서의 오차값과 대응되는 임계값은, 상기 직전의 적어도 하나의 시간구간에서의 임계값 이상의 오차값을 제외하고, 상기 직전의 적어도 하나의 시간구간 직전에서 연속적으로 산출된 M개의 시간구간에서의 오차값의 표준편차를 이용하여 설정되는 것을 특징으로 하는 GPS 기만신호 검출장치.
  6. 복수의 시간구간 각각에서, GPS 수신기를 이용하여 산출된 제1 가속도값과 가속도계를 통해 측정된 제2 가속도값의 차의 크기와 대응되는 오차값를 산출하는 단계; 및
    상기 복수의 시간구간에서의 오차값이 임계값 이상인지 여부에 기초하여, 상기 GPS 수신기에서의 수신신호에 GPS 기만신호가 포함되는지 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS 기만신호 검출방법.
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