KR101833634B1 - 암호화 신호 교차상관 방식의 위성항법 기만 검출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고이득 안테나에 의해 위성항법 신호를 수신하고, 지상에 설치되는 인증시스템에 의해 상기 위성항법 신호의 기저대역 코드 시퀀스를 추출하며, 상기 인증시스템이 추출된 코드를 기만검출 대상이 되는 사용자 수신기로 전송하는 것을 특징으로 하는 암호화 신호 교차상관 방식의 위성항법 기만 검출 방법으로서, 본 발명은 Codeless correlation 방식의 기만 검출 기법을 기존의 IF 데이터를 이용하는 방식이 아닌 GPS P(Y)코드 시퀀스 자체를 이용하는 방식에 의해 기만 검출이 가능하게 한다.

Description

암호화 신호 교차상관 방식의 위성항법 기만 검출 방법{GNSS SPOOFING DETECTION METHOD USING DUAL-CORRELATION OF ENCRYPTED SIGNALS}

본 발명은 위성항법 신호를 인위적으로 조작하여 사용자를 잘못된 위치로 유도하는 위성항법 기만 공격을 검출하는 방법에 관한 것이다.

민간의 위성항법 시스템은 신호구조가 공개되어 있어 인위적인 신호의 교란에 의해 위성항법 시스템을 이용할 수 없거나 또는 잘못된 위치로 유도되는 등의 취약성을 갖고 있다.

위성항법에 대한 인위적인 교란은 크게 위성항법 재밍과 기만으로 구분된다.

위성항법 재밍은 잡음 수준보다 낮은 세기로 송출되는 위성항법 신호보다 큰 잡음을 방송하여 사용자로 하여금 위성항법시스템 신호를 수신할 수 없도록 하는 것이다.

위성항법 기만은 위성항법 신호와 유사하게 복제된 신호를 방송하여 사용자의 위치를 잘못된 곳으로 유도하는 방식을 말한다. 이와 같이 위성항법 기만은 자신이 잘못된 신호를 수신하고 있다는 것을 인지하지 못하고 악의적으로 유도될 수 있다는 점에서 재밍보다 더욱 심각한 위험을 초래할 수 있다.

위성항법 기만 공격 방법은 복잡도에 따라 다양한 형태로 구분할 수 있으며, 이에 대한 기만 대응 기법 또한 대응 가능한 기만 공격의 종류 및 구현의 복잡도 등에 따라 분류 가능하다.

위성항법시스템의 기만에 대응하는 항기만 기술을 미국의 John A. Volpe National Transportation Systems Center에서 미국 교통성에 제출한 보고서 "Vulnerability assessment of the transportation infrastructure relying on the global positioning system" (Aug 29, 2001)에서는 기만대응 성능에 따라 다음과 같이 분류하였다.

1. 신호세기 검출 (Amplitude discrimination)

2. 도착시간 검출 (Time-of-Arrival discrimination)

3. 안테나 편파 검출 (Polarization discrimination)

4. 관성항법장치와의 일관성 상호 검증 (Consistency of navigation inertial measurement unit (IMU) cross-check)

5. 입사각 검출 (Angle-of-arrival discrimination)

6. 암호화 인증 (Cryptography authentication)

상기의 기만대응 기법 중 가장 우수한 방식은 암호화 신호원을 이용하는 방식이다. 하지만 위성항법시스템을 독자적으로 운용할 수 없는 국가들은 암호화 신호원을 이용하는데 상당한 제약이 발생한다.

미국의 위성항법 시스템인 GPS(Global Positioning System)의 경우 민간용 공개신호인 C/A코드 신호와 군용 암호화 신호인 P(Y)코드 신호를 동시에 방송한다. 기만공격에 대응하기 위해서는 P(Y)코드 신호를 수신하여야 하지만 민간용 GPS 수신기를 이용하는 수신기는 군용 GPS P(Y)코드 신호 해독할 수 없으므로 활용이 불가능하다.

군용 신호를 사용하기 위해서는 미국 정부의 관리 하에 제작되는 P(Y)코드 전용 GPS 수신 장치를 탑재해야 하는데, 구매를 위해서는 미국 정부의 승인을 받아야 한다. 이러한 과정은 매우 복잡할 뿐 아니라 장치의 비용 또한 상당히 고가로 책정되어 있다. 미국 정부 승인 하에 P(Y)코드 전용 장비를 구매한 이후에도 주기적으로 암호화 해독키를 갱신해야하고, 운용 상황을 미 정부의 요청에 따라 공개하고 기록해야 하는 등의 통제를 받아야 하므로 상당한 제약이 따른다.

이러한 P(Y)코드 사용의 한계를 극복하기 위하여 GPS P(Y)코드의 해독 정보 없이도 해당 신호원을 이용하여 기만여부를 판단하는 기법들이 제안되었다.

2009년 미국 Stanford대학교에서는 안전한 장소에 설치되는 GPS 기준국에서 기준신호로 사용 가능한 GPS RF 데이터를 수집하고, 사용자 수신기의 GPS 수신기에서 획득한 GPS RF 데이터를 상호 비교하는 방식의 기만 검출 기법을 제안하였다.(Signal Authentication : A Secure Civil GNSS for Today", Sherman Lo 외 4인, InsideGNSS, Sept/Oct 2009)

이러한 방식은 실제 GPS P(Y)코드에 대한 정보 없이 수집된 RF데이터를 상호 비교하는 방식이므로 Codeless Correlation 기법으로 분류된다.

이후 Cornell 대학교에서는 이러한 기법을 구현하여 실제 야외 실험에서 기만 검출에 성공한 바 있다.("Civilian GPS Spoofing Detection based on Dual Receiver Correlation of Military Signals", Mark Psiaki 외 4인, ION GNSS 2011, Portland, OR, USA, Sept. 2011)

Codeless correlation 기법에 기반한 기만 검출 기법은 기준국 수신기와 사용자 수신기의 RF 신호에 포함된 P(Y)코드 신호를 상호 비교하는 방식이다.

도1은 GPS 신호 내에 서로 직교 위상으로 상용 C/A코드와 군용 P(Y)코드가 변조된 특성을 보여준다. 도1의 좌/우 그림은 각각 인증용 기준국 수신기와 사용자 수신기에서의 GPS 수신 신호를 보여준다. C/A코드와 P(Y)코드는 각각 직교 반송파에 실려 동시에 방송되므로 개념적으로는 그림과 같이 서로 다른 축에 동기되어 방송되는 것으로 인식할 수 있다.

GPS C/A코드는 공개되어 있으므로 각 수신기는 C/A코드 위상정보를 획득할 수 있다. 하지만 P(Y)코드 신호는 암호화되어 있어 각 수신기는 P(Y)코드의 위성정보를 해독할 수 없게 된다. 만약 인증용 수신기와 사용자 수신기 모두 실제 GPS 위성으로부터 동일한 신호를 수신했다면, 동일한 시퀀스의 P(Y)코드가 각 수신기의 수집 RF데이터 내에 존재하게 된다.

사용자 수신기가 실제 GPS 위성이 아닌 기만 신호를 수신하는 경우 기만기는 P(Y)코드를 재생할 수 없기 때문에 사용자 수신기의 수집 RF 내에는 인증용 수신기의 수집 RF 내에 존재하는 P(Y)코드와는 다른 신호가 존재하게 된다.

Codeless correlation 방식의 기만 검출 기법은 GPS P(Y)코드와 C/A코드가 동기되어 방송되는 특징을 이용하여, 수집된 RF 신호에서 C/A코드 성분을 제거하고 P(Y)코드 성분만을 추출한 후 두 개의 수신기에서 상호 비교하는 방식으로 기만여부를 판단한다.

Codeless correlation 기반의 기만검출 기법의 구현 예시는 도2와 같다.

지상에 기준 신호 수집을 위한 인증용 수신기를 설치한다. 인증용 수신기는 안전한 곳에 설치하여 기만공격을 당하지 않는 기준용 GPS RF/IF(Intermediate Frequency)신호를 수집할 수 있다고 가정한다.

기만 검출 대상이 되는 사용자 수신기는 별도의 RF/IF 수집장치를 장착하고 수신한 RF 데이터의 주파수를 IF로 낮추어 샘플링한 데이터를 지상의 인증용 수신기로 별도의 데이터링크를 통해 전송한다. 인증용 수신기에서는 자신의 수신 IF와 사용자 수신기의 수신 IF를 비교하여 동일한 P(Y)코드 시퀀스가 존재하는지의 여부를 판단한다. 이후 판단 결과를 다시 사용자에게 전송하여 사용자는 기만 여부를 확인할 수 있게 된다.

이상의 알고리즘을 수학적으로 설명하면 다음과 같다. 인증용 수신기를 수신기 a, 사용자 수신기를 수신기 b라고 하면, 각각의 수신기에서 수신되는 GPS 신호의 모델은 수학식 1로 정의할 수 있다.

여기서

,

는 i번째 샘플에서의 수신기 a, b의 수신 GPS 신호이다. 수학식 1의 아래첨자 a, b는 각각 수신기 a, b를 구분하는 인덱스이다. 수신기 a를 기준으로 수학식 1의 각 항목들을 설명하면,

,

는 수신기 a의 C/A코드와 P(Y)코드의 신호 세기이고,

,

는 각각 i번째 샘플에서의 C/A코드 및 P(Y)코드,

는 각각 반송파 신호의 중간주파수와 위상,

는 측정잡음을 나타낸다.

앞서 설명한 바와 같이 C/A코드와 P(Y)코드는 각각 cos과 sin으로 변조되어 90도의 위상차를 갖는 직교위상 신호로 전달된다. 그리고 GPS 신호는 지상에서의 수신 세기가 -130dBm으로 잡음보다 낮은 세기로 전달되기 때문에 수신 신호로부터

,

의 각 코드를 직접 추출할 수는 없다.

C/A코드의 경우 코드 시퀀스가 공개되어 있으므로 알려진 코드와 수신된 데이터를 상관적분하여 동기획득이 가능하다. 하지만 P(Y)코드는 암호화되어 있으므로 군용 GPS 수신기 이외에는 상관적분을 통하여 P(Y)코드에 대한 동기를 획득할 수 없다.

Codeless correlation은 수신기 a의 수신신호

내에 있는 P(Y)코드와 수신기 b의 수신신호

내에 있는 P(Y)코드를 상호 비교하는 방식으로, P(Y)코드 자체에 대한 정보는 없으나 a수신기를 기준으로 b신호를 검증할 수 있는 방식이다.

C/A코드에 대한 정보는 이미 공개되어 있고, C/A코드와 P(Y)코드는 동기되어 방송되고 있으므로, 수학식 1에서 C/A코드와 중간주파수 반송파 정보를 제거하면 수학식 2와 같이 수신 신호 내에서 P(Y)코드와 관련된 항목만을 추출할 수 있다.

수학식 1에서 설명한 바와 같이, 수학식 2에서의 P(Y)코드 또한 잡음 수준 이하에서 방송되는 정보이므로 직접적으로 해당 신호를 확인할 수는 없고, 수신기 a와 b의 동기를 맞추어 동일한 P(Y)코드가 존재하는 지의 여부를 검증할 수 있게 된다.

최종적으로

,

내에 동일한 P(Y)코드가 존재하는지를 확인하기 위해서는 수학식 3과 같이 IF데이터 자체를 서로 동기를 맞추어 곱하고, 일정시간동안 누적한 결과값을 판단변수로 정의한다. 총 M개의 샘플데이터를 이용하는 경우의 판단변수는 다음과 같다.

이 일정값 이상의 크기를 갖게 되면,

,

내에 동일한 P(Y)코드가 존재하는 것이므로 사용자 수신기가 수신하는 신호는 정상신호로 판단되고, 그렇지 않으면 상호간에 동일한 P(Y)코드가 존재하지 않는 것이므로 사용자 수신기가 기만 신호를 추적하고 있다고 판단할 수 있다.

이상에서 설명한 기존의 Codeless correlation 기만 검출 기법은 우수한 성능을 보이지만 시스템 운용에 있어 한계가 있다. 이 기법은 사용자 수신기가 획득한 IF 샘플데이터를 인증용 수신기에 전송하고, 인증용 수신기에서 처리한 기만여부 판단 결과를 다시 사용자 수신기에 전송하는 방식으로 운용된다.

이 때, 사용자 수신기가 전송하는 데이터가 IF 샘플데이터이므로 데이터 전송량이 상당히 크다는 문제가 있다. GPS P(Y)코드의 경우, 10.23MHz로 생성되어 약 20MHz의 대역폭을 갖는다. Codeless correlation의 성능 보장을 위해서는 사용자 수신기가 P(Y)코드의 대역폭 20MHz의 두 배가 되는 40MHz의 샘플링으로 데이터를 수집하고 이 데이터를 인증용 수신기로 전달해야 한다. 이러한 과도한 데이터 전송량은 운용에 있어 한계로 작용한다. 다수의 사용자 수신기를 서비스하기 위해서는 인증용 수신기의 데이터 처리량과 데이터 통신에 과도한 부하를 일으킬 수밖에 없다. 그리고 인증용 수신기로부터 인증 결과를 수신받기 위해 사용자 수신기는 양방향 통신 링크를 확보해야 하는 문제가 발생한다. 이러한 한계로 인해 요구되는 신호 대역폭을 줄이는 연구가 진행되고 있으나 성능 열화를 일으키는 한계가 있다.

이 외에도 두 개 수신기에서 수집된 RF/IF 신호를 이용하여 상관이득을 계산해야 하기 때문에, 코드 시퀀스를 직접 이용하는 상관방식에 비해 상관이득이 열화되는 한계가 있다. 그리고, 두 개 수신기 간의 거리가 충분히 떨여져 있지 않으면 각각에서 수집된 신호의 채널 간 상관성이 너무 높아서 개별 채널에서의 codeless correlation을 이용한 상관이득이 열화되는 한계가 발생한다. 따라서, 인증용 수신기가 사용자 수신기로부터 상당히 이격된 거리에 놓여야 하는 운용상의 한계도 발생한다.

이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 Codeless correlation 방식의 기만 검출 기법을 기존의 IF 데이터를 이용하는 방식이 아닌 GPS P(Y)코드 시퀀스 자체를 이용하는 방식의 기만 검출 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 관점에 의한 암호화 신호 교차상관 방식의 위성항법 기만 검출 방법은, 고이득 안테나에 의해 위성항법 신호를 수신하고, 지상에 설치되는 인증시스템에 의해 상기 위성항법 신호의 기저대역 코드 시퀀스를 추출하며, 상기 인증시스템이 추출된 코드를 기만검출 대상이 되는 사용자 수신기로 전송하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 코드를 수신한 사용자 수신기가 위성항법 신호에 대한 중간주파수 신호를 수집하고, 상기 인증시스템으로부터 전송받은 코드 정보를 이용하여 상호 간의 상관 결과로부터 위성항법 기만 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인증시스템은 수신된 위성항법 신호에서 C/A 코드 신호를 제거하여 상기 기저대역 코드 시퀀스를 추출하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 인증시스템은 상기 C/A 코드 신호 제거 후, 반송파 성분을 제거하고 저역통과필터에 의해 필터링함으로써 상기 기저대역 코드 시퀀스를 추출하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 기저대역 코드 시퀀스는 상기 사용자 수신기에 단방향으로 방송 가능한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 사용자 수신기는 수신한 GPS 신호와 상기 인증시스템에서 획득한 코드 정보의 상관값이 특정 임계치보다 작으면 기만으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 인증시스템은 추출한 암호화된 위성항법 신호의 기저대역 코드 시퀀스를 정지궤도 위성을 이용하여 위성항법 신호와 동일한 주파수와 확산대역 코드를 이용하여 상기 사용자 수신기에 방송하고, 상기 사용자 수신기는 기 구성된 위성항법 수신 안테나를 이용하여 기만 검출에 필요한 암호화 신호의 추출 코드 수신이 가능한 것을 특징으로 한다.

기존의 Codeless correlation 기반의 기만검출 기법은 두 개의 GPS 수신기에서 획득된 GPS RF/IF 수집 데이터를 이용하여 P(Y)코드의 상관값을 추출하는 방식이었다. 이러한 방식은 인증시스템과 사용자 수신기 간에 IF 데이터를 주고 받아야 하므로 요구되는 데이터 전송량이 상당하고 데이터 처리를 위한 고성능 프로세서가 요구되었다. 이 때문에 사용자 수신기는 IF데이터를 수집하여 인증시스템으로 전송하고, 인증시스템은 Codeless correlation을 수행하고 그 결과를 다시 사용자에게 전송하는 방식이 제안된 바 있다. 이러한 경우 사용자 수신기에 양방향 통신장비가 필요하고, 대용량 데이터를 송수신해야 하고, 인증시스템에서 다수의 사용자를 서비스하는데 한계가 있는 등의 단점이 있었다.

본 발명을 적용하면 지상의 인증시스템에서 암호화된 GPS P(Y)코드를 직접 추출할 수 있기 때문에 IF 데이터가 아닌 기저대역 신호 P(Y)코드를 이용하여 Codeless correlation을 수행할 수 있다.

이러한 방식을 통해 얻을 수 있는 이득은 다음과 같다.

첫째, 기저대역 P(Y)코드는 IF 데이터에 비해 데이터량이 상당히 줄어들기 때문에 데이터 전송량이 줄어들게 된다.

둘째, Codeless correlation 구현 시 기저대역 P(Y)코드 신호를 이용하면 처리량이 줄어들기 때문에 사용자 수신기에 탑재된 프로세서를 이용해서도 Codeless correlation 구현이 가능하다.

셋째, 사용자 수신기에서 Codeless correlation 기반의 기만검출 알고리즘을 구현할 수 있게 되므로 사용자 수신기는 인증시스템으로부터 P(Y)코드를 수신하기 위한 단방향 통신만을 필요로 한다. 기존 방식의 양방향 통신에 비해 단방향 통신으로 전환되면 불특정 다수의 사용자를 서비스할 수 있게 되는 이득이 있다.

넷째, P(Y) 코드 자체를 이용하여 상관이득을 얻게 되므로, 기존 IF 데이터를 이용하는 방식에 비해 높은 상관이득을 얻을 수 있다.

다섯째, 개별 위성에 대한 P(Y) 코드를 추정하는 방식이므로, 사용자와 인증시스템 간의 거리가 너무 가까울 때 발생하는 채널 간 간섭 효과를 없앨 수 있다.

이로 인해, 인증시스템의 설치 위치에 대한 제약이 없어진다.

도 1은 직교 반송파에서 방송되는 GPS 신호의 C/A코드 및 P(Y)코드 신호의 개념을 도시한 것이다.
도 2는 기존의 Codeless correlation 방식의 기만검출기법의 운용 개념도이다.
도 3 및 도 4는 은 본 발명의 암호화 신호 교차상관 방식의 위성항법 기만 검출 방법을 구현하기 위한 시스템으로서, 도 3은 지향성 고이득 Dish 안테나가 적용된 것이고, 도 4는 배열안테나 빔포밍 장치가 적용된 것을 도시한 것이다.
도 5는 지향성 고이득 안테나에서 관측되는 GPS 신호의 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 구성 중 인증시스템의 알고리즘 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 구성 중 사용자 수신기의 흐름도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.

본 발명의 암호화 신호 교차상관 방식의 위성항법 기만 검출 방법은 기존 방식이 갖는 한계인 과도한 데이터 전송량을 최소화하고, Codeless correlation에 소요되는 데이터 처리량을 감소시키고, 양방향 통신 방식을 단방향으로 전환하기 위한 것이다.

지상 인증시스템에서 개별 GPS 위성 신호를 추적하여 고이득 GPS 신호를 수집하면 잡음보다 낮은 신호세기를 갖는 GPS 신호를 잡음 수준 이상으로 증폭시킬 수 있다. 이 후, 증폭된 GPS/IF 데이터로부터 역으로 GPS P(Y)코드를 추정하고, 추정된 코드 시퀀스를 이용하여 Codeless correlation을 구현함으로써 이를 가능하게 한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 암호화 신호 교차상관 방식의 위성항법 기만 검출 방법을 구현하기 위한 시스템으로서, 인증시스템에서는 개별 위성에 대해서 잡음 수준 보다 높은 세기로 GPS 신호를 수신할 수 있게 된다.

도 3의 지향성 고이득 안테나 또는 도 4의 배열안테나에서 수신된 GPS 신호는 도 5와 같이 잡음 수준 위로 드러나게 되어 기저대역 신호를 직접 처리할 수 있게 된다.

도 5와 같이 증폭된 신호를 수신하는 인증시스템에서의 수신 신호 모델은 수학식 4와 같이 정의할 수 있다.

수학식 4의 C/A코드와 P(Y)코드 신호의 수신세기

,

는 수학식 1의 일반 수신기에서의 수신세기

,

보다 큰 값으로 잡음 수준

보다 큰 값을 갖게 되므로, 기저대역에서 P(Y)코드의 시퀀스

를 직접 관측할 수 있다.

수학식 4에서

의 시퀀스를 획득하기 위해서는 C/A 코드 신호를 제거하여야 한다. C/A코드의 경우 공개된 시퀀스를 갖게 되므로 DLL(Delay Lock Loop)과 FLL(Frequency Lock Loop)/PLL(Phase Lock Loop)을 이용하여 C/A코드 신호에 대한 세기

, 코드 시퀀스,

도플러 주파수

, 반송파 위상

을 각각 추정할 수 있다.

추정된 결과를 각각

라고 하면, 수학식 4로부터 C/A코드 관련 성분 추정값을 제거하여 수학식 5와 같이 P(Y)코드에 대한 신호만을 획득할 수 있다.

최종적으로

추정을 위해서는 반송파 성분

을 제거하여야 한다. C/A코드와 P(Y)코드는 90°위상 차이를 갖는 반송파에 각각 실려 방송되므로 도플러는 C/A코드와 동일하고, 위상은 90°차이를 갖게 된다.

따라서 앞서 C/A코드를 이용한 FLL/PLL 결과에서 획득된 도플러 주파수

반송파 위상

를 이용하여 P(Y)코드에 대한 반송파 성분을 제거할 수 있다.

수학식 6과 같이 추정된 도플러와 반송파 위상을 이용하여 기저대역으로 변환하고, 저역통과필터(low-pass filter)를 거치면 최종적으로 P(Y)코드 위상을 추정할 수 있다.

지금까지 인증시스템에서 지향성 고이득 안테나 수신 GPS 신호로부터 P(Y) 코드의 시퀀스 추정값

을 획득하는 과정에 대하여 기술하였다.

획득된

시퀀스는 기존의 Codeless correlation 기반의 기만검출 기법에서 사용되는 인증용 수신기의 IF 수집데이터에 비해 매우 적은 데이터 크기를 갖게 되므로

시퀀스를 사용자 수신기에 단방향으로 방송할 수 있다.

사용자 수신기는 자체적으로 수집한 GPS IF 데이터와 수신 받은

시퀀스를 상호 교차 상관하여 암호화 신호원인 P(Y)코드의 존재 여부를 확인할 수 있다.

수학식 1에서 정의한 사용자 수신기 b의 GPS 신호를 다시 수학식 8에 정리하였다.

사용자 수신기는 수학식 8의 GPS 수신 IF 데이터를 인증시스템으로 전송하는 대신 인증시스템으로부터

를 수신한다.

사용자 수신기 내부에서 C/A코드에 기반한 DLL/FLL/PLL을 구동하여, 사용자 수신기에서 수신한 GPS 신호의 도플러

와 반송파 위상

을 추정하면,

와

의 교차상관 결과를 수학식 9와 같이 직접 계산하여 사용자 수신 신호

내에 인증시스템에서 획득한

와 동일한 GPS P(Y)코드의 존재 여부를 확인할 수 있다. 상관값

가 특정 임계치를 넘으면 동일한 GPS P(Y)코드가 두 개의 수신기에 존재하는 것으로 판단하여 기만이 걸리지 않은 것으로 판단하고, 상관값이 임계치보다 작게 되면 기만으로 판단한다.

이상과 같은 인증시스템의 알고리즘 흐름 및 사용자 수신기의 알고리즘 흐름을 도 6 및 도 7에 도시하였다.

이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 고이득 안테나에 의해 위성항법 신호를 수신하고, 지상에 설치되는 인증시스템에 의해 상기 위성항법 신호의 기저대역 코드 시퀀스를 추출하며, 상기 인증시스템이 추출된 코드를 기만검출 대상이 되는 사용자 수신기로 전송하는 것을 특징으로 하고,
   상기 코드를 수신한 사용자 수신기가 위성항법 신호에 대한 중간주파수 신호를 수집하고, 상기 인증시스템으로부터 전송받은 코드 정보를 이용하여 상호 간의 상관 결과로부터 위성항법 기만 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는,
   암호화 신호 교차상관 방식의 위성항법 기만 검출 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 인증시스템은 수신된 위성항법 신호에서 C/A 코드 신호를 제거하여 상기 기저대역 코드 시퀀스를 추출하는 것을 특징으로 하는,
   암호화 신호 교차상관 방식의 위성항법 기만 검출 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 인증시스템은 상기 C/A 코드 신호 제거 후, 반송파 성분을 제거하고 저역통과필터에 의해 필터링함으로써 상기 기저대역 코드 시퀀스를 추출하는 것을 특징으로 하는,
   암호화 신호 교차상관 방식의 위성항법 기만 검출 방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 기저대역 코드 시퀀스는 상기 사용자 수신기에 단방향으로 방송 가능한 것을 특징으로 하는,
   암호화 신호 교차상관 방식의 위성항법 기만 검출 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 사용자 수신기는 수신한 GPS 신호와 상기 인증시스템에서 획득한 코드 정보의 상관값이 특정 임계치보다 작으면 기만으로 판단하는 것을 특징으로 하는,
   암호화 신호 교차상관 방식의 위성항법 기만 검출 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 인증시스템은 추출한 암호화된 위성항법 신호의 기저대역 코드 시퀀스를 정지궤도 위성을 이용하여 위성항법 신호와 동일한 주파수와 확산대역 코드를 이용하여 상기 사용자 수신기에 방송하고, 상기 사용자 수신기는 기 구성된 위성항법 수신 안테나를 이용하여 기만 검출에 필요한 암호화 신호의 추출 코드 수신이 가능한 것을 특징으로 하는,
   암호화 신호 교차상관 방식의 위성항법 기만 검출 방법.

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