KR102155284B1 - 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 장치 및 방법 - Google Patents

무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 장치 및 방법이 개시되며, 본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 방법은, 보호 구역으로부터 미리 설정된 거리 내로 접근한 무인항공기의 위치 정보, 방향 정보 및 속도 정보를 포함하는 무인항공기 탐지 신호를 수신하는 단계, 상기 탐지 신호에 기초하여 상기 무인항공기가 미리 설정된 안전 구역을 향하도록 설정되는 유도 경로를 생성하는 단계, 상기 무인항공기의 운행과 연계된 항법 신호를 획득하는 단계, 상기 생성된 유도 경로에 대응하고, 상기 획득된 항법 신호를 모사한 기만 신호를 생성하는 단계 및 상기 무인항공기로 상기 생성된 기만 신호를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SPOOFING UNMANNED AERIAL VEHICLE FOR BUILDING UAV DEFENSE SYSTEM}
본원은 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 장치 및 방법에 관한 것이다.
GPS를 포함한 위성항법시스템(Global Navigation Satellite System)은 비교적 간단하면서도 정확한 위치정보를 제공하며, 스마트 기기, 차량항법, 측량, 지도제작, 측지, 무인 항공기, 시각동기 등의 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이처럼 위성항법시스템은 실생활에서 유용한 목적으로 편리하게 사용되지만, 적군의 군사적/전술적 목적에 따라 사용되는 경우에는 오히려 많은 피해를 야기시킬 수 있다.
특히, 드론(Drone) 등의 무인항공기는 초기 군사적 목적으로 도입된 이래, 활용 분야가 물류, 방송 촬영, 레저용 등으로 광범위하게 확대되었으며, 그 성능 및 기능이 획기적으로 확장된 것과 달리 기술적, 제도적 미성숙으로 인한 많은 부작용 역시 발생시키고 있다.
이를 테면, 군사적 목적으로 위성항법시스템에 의해 유도되는 미사일에 의해 피해를 당하거나, 또는 전술적/악의적 목적으로 위성항법수신기를 탑재한 드론과 같은 무인 항공기에 의해 감시를 당할 수 있다. 이에 따라, 군사적/전술적 목적으로 위성항법수신기를 탑재한 대상 목표물을 기만(spoofing)하여 적으로부터의 피해를 줄이고 예방할 필요가 있다.
위성항법시스템 기만(spoofing)이란, 위성항법신호의 모사신호를 생성하여 실제 위성항법신호의 세기보다 다소 높게 송출하는 것으로, 대상 목표물에 탑재된 위성항법수신기로 하여금 실제 신호가 아닌 모사 신호를 획득 및 추적하여 잘못된 위치와 시각정보를 산출하도록 유도하는 것을 의미한다.
일례로, 이라크 및 아프가니스탄 지역 등에서 미국이 진행한 군사작전 중 이러한 위성항법시스템 기만에 의해 유도무기 일부가 당초 목표장소가 아닌 지역으로 떨어져 민간인 피해가 발생한 바 있으며, 이와 같이 위성항법시스템 기만을 당하면 위성항법수신기가 전파교란을 당했는지 여부조차 감지하지 못하게 된다.
다만, 현재 일반적으로 사용되는 위성항법 기만 신호 발생 관련 기술의 경우, 기만(spoofing) 신호가 아닌 단순 재밍(jamming) 신호를 발생시키는 데 불과하여, 기만자(spoofer)가 대상 목표물의 위성항법수신기를 의도하는 위치 및 경로로 유도하는 데에 한계가 있다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-2100967호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 탐지된 무인항공기를 파괴하거나 추락시키는 물리적 무력화가 아닌 기만 신호를 통해 탐지된 무인항공기를 소정의 안전 구역으로 이동시켜 포획할 수 있는 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 방법은, 보호 구역으로부터 미리 설정된 거리 내로 접근한 무인항공기의 위치 정보, 방향 정보 및 속도 정보를 포함하는 무인항공기 탐지 신호를 수신하는 단계, 상기 탐지 신호에 기초하여 상기 무인항공기가 미리 설정된 안전 구역을 향하도록 설정되는 유도 경로를 생성하는 단계, 상기 무인항공기의 운행과 연계된 항법 신호를 획득하는 단계, 상기 생성된 유도 경로에 대응하고, 상기 획득된 항법 신호를 모사한 기만 신호를 생성하는 단계 및 상기 무인항공기로 상기 생성된 기만 신호를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 방법은, 상기 탐지 신호를 수신하는 단계 이후에, 상기 위치 정보, 상기 방향 정보 및 상기 속도 정보에 기초하여 상기 무인항공기를 촬영하여 상기 무인항공기에 대한 영상을 확보하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유도 경로를 생성하는 단계는, 상기 영상에 기초하여 상기 무인항공기에 의한 촬영 방향을 추정하는 단계 및 상기 촬영 방향 및 상기 보호 구역의 위치 정보에 기초하여 상기 유도 경로를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유도 경로를 생성하는 단계는, 상기 무인항공기의 상기 촬영 방향이 상기 보호 구역을 향하지 않도록 하는 상기 유도 경로를 생성할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 방법은, 상기 무인항공기 탐지 신호를 수신하는 단계에서, 복수의 무인항공기로부터 상기 탐지 신호가 수신되면, 상기 탐지된 복수의 무인항공기 중 둘 이상의 무인항공기를 포함하고, 군집으로 비행하는 적어도 하나 이상의 군집비행 그룹을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유도 경로를 생성하는 단계는, 상기 군집비행 그룹 각각에 대한 유도 경로를 상이하게 설정하는 것일 수 있다.
또한, 상기 생성된 기만 신호를 인가하는 단계는, 상기 군집비행 그룹 각각에 대하여 할당된 주파수 대역에 대응하도록 생성된 상기 기만 신호를 상기 군집비행 그룹에 포함된 상기 무인항공기에 인가할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 방법은, 소정의 모니터링 구간 동안 수집된 상기 탐지 신호에 기초하여 상기 무인항공기의 예상 경로를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 방법은, 상기 생성된 기만 신호를 인가하는 단계 이후에, 상기 무인항공기의 실제 이동 경로와 상기 예상 경로의 제1오차 정보 및 상기 실제 이동 경로와 상기 유도 경로의 제2오차 정보를 산출하는 단계 및 상기 제1오차 정보 및 상기 제2오차 정보에 기초하여 상기 무인항공기에 대한 스푸핑 성공 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 방법은, 상기 판단된 스푸핑 성공 여부에 기초하여 상기 기만 신호의 신호 내용을 변경한 보정 기만 신호를 생성하여 상기 무인항공기로 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 스푸핑 장치는, 보호 구역으로부터 미리 설정된 거리 내로 접근한 무인항공기의 위치 정보, 방향 정보 및 속도 정보를 포함하는 무인항공기 탐지 신호를 수신하는 탐지 신호 수신부, 상기 탐지 신호에 기초하여 상기 무인항공기가 미리 설정된 안전 구역을 향하도록 설정되는 유도 경로를 생성하는 경로 설정부, 상기 무인항공기의 운행과 연계된 항법 신호를 획득하고, 상기 생성된 유도 경로에 대응하고, 상기 획득된 항법 신호를 모사한 기만 신호를 생성하는 기만 신호 생성부 및 상기 무인항공기로 상기 생성된 기만 신호를 인가하는 출력부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 경로 설정부는, 상기 위치 정보, 상기 방향 정보 및 상기 속도 정보에 기초하여 상기 무인항공기를 촬영하여 확보된 상기 무인항공기에 대한 영상에 기초하여 상기 무인항공기에 의한 촬영 방향을 추정하고, 상기 촬영 방향 및 상기 보호 구역의 위치 정보에 기초하여 상기 유도 경로를 생성할 수 있다.
또한, 상기 탐지 신호 수신부는, 복수의 무인항공기로부터 상기 탐지 신호가 수신되면, 상기 탐지된 복수의 무인항공기 중 둘 이상의 무인항공기를 포함하고, 군집으로 비행하는 적어도 하나 이상의 군집비행 그룹을 추정할 수 있다.
또한, 상기 경로 설정부는, 상기 군집비행 그룹 각각에 대한 유도 경로를 상이하게 설정할 수 있다.
또한, 상기 경로 설정부는, 소정의 모니터링 구간 동안 수집된 상기 탐지 신호에 기초하여 상기 무인항공기의 예상 경로를 추정할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 스푸핑 장치는, 상기 기만 신호가 인가된 이후의 상기 무인항공기의 실제 이동 경로와 상기 예상 경로의 제1오차 정보 및 상기 실제 이동 경로와 상기 유도 경로의 제2오차 정보를 산출하고, 상기 제1오차 정보 및 상기 제2오차 정보에 기초하여 상기 무인항공기에 대한 스푸핑 성공 여부를 판단하는 판단부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기만 신호 생성부는, 상기 판단된 스푸핑 성공 여부에 기초하여 상기 기만 신호의 신호 내용을 변경한 보정 기만 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 출력부는, 상기 보정 기만 신호를 상기 무인항공기로 인가할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 탐지된 무인항공기를 파괴하거나 추락시키는 물리적 무력화가 아닌 기만 신호를 통해 탐지된 무인항공기를 소정의 안전 구역으로 이동시켜 포획할 수 있는 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 종래의 안티 드론 솔루션이 드론 등의 탐지된 무인항공기에 높은 출력의 재머(jammer)를 통해 위성신호를 차단하는 것과 달리 무인항공기와 연계된 위성 신호를 기만하기 위한 소출력의 기만 신호로도 탐지된 무인항공기에 대한 방어 체계를 구축할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 소출력의 기만 신호를 사용함으로써 전파 간섭이 적고, 주변 영역에 불측의 피해를 줄 위험성이 획기적으로 저감될 수 있다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 복수의 무인항공기가 탐지되는 경우의 군집비행 그룹 각각에 대하여 개별적으로 설정되는 유도 경로를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 4는 탐지된 무인항공기에 대한 유도 경로를 생성하는 과정에 대한 세부적인 동작 흐름도이다.
도 5는 복수의 무인항공기가 탐지되는 경우의 군집비행 그룹을 고려한 무인항공기 기만 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 6은 본원의 다른 실시예에 따른 무인항공기 방어 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 7a 내지 도 10은 본원의 다른 실시예에 따른 무인항공기 방어 시스템 및 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 스푸핑 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 차량에 탑재되는 형태의 무인항공기 방어 시스템을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 12은 본원의 다른 실시예에 따른 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 스푸핑 방법에 대한 동작흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원은 무인항공기 방어 시스템에 관한 것이다. 참고로, 본원의 실시예에 관한 설명에서 '무인항공기'는 드론(Drone)을 포함할 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니며, 무인항공기는 무인 비행기, 무인 헬리콥터 등과 같은 다양한 형상 및 크기의 무인 비행체는 물론이고 자율주행 차량을 포함하는 것일 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 시스템(10)은, 무인항공기 탐지 장치(100) 및 무인항공기 기만 장치(200)를 포함할 수 있다.
무인항공기 탐지 장치(100)는 보호 구역으로부터 미리 설정된 거리 내로 접근한 무인항공기(1)의 위치 정보, 방향 정보 및 속도 정보를 포함하는 탐지 신호를 생성할 수 있다.
또한, 도 1을 참조하면, 무인항공기 탐지 장치(100)는 송신부(110), 파형 설정부(120), 수신부(130) 및 촬영부(140)를 포함할 수 있다.
송신부(110)는 무인항공기(1)를 향하여 소정의 송신신호를 송신할 수 있다. 또한, 수신부(130)는 무인항공기(1)로부터 송신신호가 반사된 수신신호를 입력받을 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 송신부(110)는 탐지된 무인항공기(1)까지의 거리 및 탐지된 무인항공기(1)의 수 중 적어도 하나에 기초하여 송신신호에 대한 송신 모드를 결정할 수 있다.
파형 설정부(120)는 송신부(110)에 의해 송신되는 송신신호의 파형을 결정할 수 있다. 구체적으로, 파형 설정부(120)는 송신부(110)와 연계된 송신 모드에 따라 송신신호의 파형을 결정할 수 있다.
송신 모드의 세부 유형에 관하여 설명하면, 송신모드는 탐지된 무인항공기(1)까지의 거리에 기초하여 결정되는 원거리 탐지 모드 및 근거리 탐지 모드를 포함할 수 있다. 또한, 송신모드는 복수 개의 무인항공기(1)가 탐지되는 경우의 다중 탐지 모드를 포함할 수 있다.
이와 관련하여, 파형 설정부(120)는 송신 모드가 원거리 탐지 모드이면, 송신신호가 LFM(Linear Frequency Modulation) 기반의 파형을 포함하도록 송신신호의 파형을 결정할 수 있다. 또한, 파형 설정부(120)는 송신 모드가 근거리 탐지 모드이면, 송신신호가 FMCW(Frequency Modulated Continuous Waveform) 기반의 파형을 포함하도록 송신신호의 파형을 결정할 수 있다. 또한, 파형 설정부(120)는 송신 모드가 다중 탐지 모드이면, 송신신호가 CW(Continuous Waveform) 기반의 파형을 포함하도록 송신신호의 파형을 결정할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, LFM(Linear Frequency Modulation)은 신호를 송출한 후, 송출된 신호가 표적(예를 들면, 무인항공기 등)으로부터 반사되어 돌아오는 반사파를 이용하여 표적까지의 거리와 속도를 측정하기 위한 레이다 등에 활용되며, 거리가 매우 먼 표적의 감시에 주로 사용되는데, 이는 LFM의 경우 송신 신호와 수신 신호가 겹치는 경우 모호성이 발생하여 송신 신호와 수신 신호의 구분이 어려워져 원거리 표적 탐지에는 유용하나 근거리 사용이 다소 어렵기 때문이다. 또한, FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)는 송출하는 신호의 주파수를 시간에 따라서 소정의 주파수 범위로 선형적으로 증가시켰다가 다시 감소시키는 프로세스를 통해 송신 신호의 주파수와 수신 신호의 주파수 차이를 이용하여 시간 및 도플러 주파수를 산출하고, 도출된 시간 및 도플러 주파수를 이용하여 표적까지의 거리 및 표적의 속도를 산출하는 방식을 의미할 수 있다. 또한, CW(Continuous Wave)는 도플러 효과를 이용하여 물체(표적)가 접근하는 속도를 도플러 주파수를 통해 계산하는 방식을 의미할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 파형 설정부(120)는 탐지된 무인항공기(1)가 무인항공기 탐지 장치(100)로부터 미리 설정된 임계 거리 이내로 진입하면 송신 모드가 기존의 원거리 탐지 모드에서 근거리 탐지 모드로 전환되도록 가변적으로 송신 모드를 변경할 수 있다. 마찬가지로, 파형 설정부(120)는 탐지된 무인항공기(1)가 무인항공기 탐지 장치(100)로부터 미리 설정된 임계 거리 밖으로 벗어나면 기존 근거리 탐지 모드에서 원거리 탐지 모드로 송신 모드를 전환할 수 있다.
촬영부(140)는 탐지된 무인항공기(1)의 위치 정보, 방향 정보 및 속도 정보에 기초하여 무인항공기(1)를 촬영할 수 있다. 또한, 촬영부(140)는 무인항공기(1)에 대하여 확보된 영상을 무인항공기 기만 장치(200)로 전송할 수 있다.
무인항공기 기만 장치(200)는 무인항공기 탐지 장치(100)로부터 탐지 신호를 수신할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 무인항공기 기만 장치(200)는 탐지된 무인항공기(1)에 의해 반사되어 무인항공기 탐지 장치(100)의 수신부(130)로 입력된 수신신호를 무인항공기 탐지 장치(100)로부터 수신하는 것일 수 있다.
또한, 무인항공기 기만 장치(200)는 수신된 탐지 신호에 기초하여 무인항공기(1)가 미리 설정된 안전 구역을 향하도록 설정되는 유도 경로를 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 안전 구역은 탐지된 무인항공기(1)에 대한 기만을 통해 무인항공기(1)가 해당 영역을 향하여 비행하도록 설정되는 목적지를 의미하며, 안전 구역은 보호 구역과 이격된 영역일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 안전 구역은 복수의 섹션으로 구획되고, 구획된 섹션마다 식별 정보가 할당될 수 있다. 예를 들어, 안전 구역의 복수의 섹션 각각은 면적, 안전 구역 내의 상대적 위치, 구획 형태 등이 다르게 설정될 수 있으며, 식별 정보는 이러한 섹션 각각의 형태 및 위치 정보에 따라 할당되는 것일 수 있다.
이와 관련하여, 본원의 일 실시예에 따르면, 무인항공기 기만 장치(200)는 탐지된 무인항공기(1)에 대하여 확보된 영상(예를 들면, 촬영부(140)에 의해 촬영된 무인항공기(1)의 영상) 등에 기초하여 무인항공기(1)의 규격 정보, 모델 정보 등을 파악하고, 파악된 규격 정보, 모델 정보 등에 기초하여 미리 구획된 안전 구역 내 소정의 섹션으로 해당 무인항공기(1)가 향하도록 하는 유도 경로를 설정할 수 있다.
다른 예로, 안전 구역의 복수의 섹션 중 특정 섹션은 무인항공기(1)가 폭발물을 적재하고 있는 것으로 판단되거나, 무인항공기(1)가 지면에 도달할 경우의 위험도가 높은 것으로 판단되는 경우 유도되는 방호 구역일 수 있으며, 무인항공기 기만 장치(200)는 탐지된 무인항공기(1)에 대하여 확보된 영상에 기초하여 무인항공기(1)가 지면에 도달할 경우의 위험도가 소정 수준 이상 높은 것으로 판단되거나 무인항공기(1)가 별도의 적재물을 보유한 것으로 판단되면 해당 무인항공기(1)에 대하여는 미리 설정된 방호 구역을 향하도록 유도 경로를 생성할 수 있다.
구체적으로, 무인항공기 기만 장치(200)는 무인항공기 탐지 장치(100)에 의해 촬영되어 수신된 무인항공기(1)에 대한 영상에 기초하여 무인항공기(1)의 촬영 방향 또는 진행 방향을 추정할 수 있다. 또한, 무인항공기 기만 장치(200)는 추정(파악)된 무인항공기(1)의 촬영 방향 또는 진행 방향과 보호 구역의 위치 정보에 기초하여 유도 경로를 생성하는 것일 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 무인항공기 기만 장치(200)는 이미지 분석, 영상 분석 등에 기초하여 탐지된 무인항공기(1)에 대하여 확보된 영상으로부터 무인항공기(1)의 배향, 무인항공기(1)에 마운트된 카메라 모듈의 위치 및 배치 등을 분석하여 전술한 무인항공기(1)의 촬영 방향을 추정할 수 있다. 예를 들어, 무인항공기(1)는 소정의 공간에 대한 영상을 획득하기 위해 비행되는 경우가 많으며, 이러한 무인항공기(1)의 경우 카메라 등의 촬영 장비가 탑재되므로, 무인항공기 기만 장치(200)는 탐지된 무인항공기(1)에 의해 보호 구역에 대한 정보가 노출되지 않도록 무인항공기(1)의 촬영 방향이 보호 구역을 향하지 않도록 하는 유도 경로를 생성하고 이에 기초한 기만 신호를 생성하여 무인항공기(1)에 인가할 수 있다.
도 2는 복수의 무인항공기가 탐지되는 경우의 군집비행 그룹 각각에 대하여 개별적으로 설정되는 유도 경로를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 무인항공기 기만 장치(200)는 복수의 무인항공기로부터 탐지 신호가 수신되면, 탐지된 복수의 무인항공기 중 둘 이상의 무인항공기를 포함하고, 군집으로 비행하는 적어도 하나 이상의 군집비행 그룹(1A, 1B)을 추정할 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 무인항공기 기만 장치(200)는 추정된 군집비행 그룹(1A, 1B) 각각에 대한 유도 경로를 상이하게 설정할 수 있다. 예시적으로, 도 2를 참조하면, 서로 다른 군집비행 그룹에 대한 유도 경로에 반영된 목적지인 안전 구역(Z1, Z2)은 군집비행 그룹 별로 상이하게 결정될 수 있다.
또한, 무인항공기 기만 장치(200)는 탐지된 무인항공기(1)의 운행과 연계된 항법 신호를 획득하고, 앞서 생성된 유도 경로에 대응하고 항법 신호를 모사한 기만 신호를 생성하여 무인항공기(1)로 인가할 수 있다.
또한, 무인항공기 기만 장치(200)는 소정의 모니터링 구간 동안 수집된 탐지 신호에 기초하여 무인항공기의 예상 경로를 추정할 수 있다. 또한, 무인항공기 기만 장치(200)는 생성된 기만 신호가 무인항공기(1)로 인가된 이후의 무인항공기(1)의 실제 이동 경로와 추정된 예상 경로의 오차에 해당하는 제1오차 정보 및 실제 이동경로와 유도 경로의 오차에 해당하는 제2오차 정보를 산출할 수 있다.
또한, 무인항공기 기만 장치(200)는 산출된 제1오차 정보 및 제2오차 정보에 기초하여 무인항공기에 대한 스푸핑 성공 여부를 판단할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 무인항공기 기만 장치(200)는 제1오차 정보가 제2오차 정보보다 큰 경우, 스푸핑(기만)이 성공한 것으로 판단할 수 있다. 다른 예로, 무인항공기 기만 장치(200)는 지속적으로 수집된 제1오차 정보가 증가하는 경향을 보이는 경우, 스푸핑(기만)이 성공한 것으로 판단할 수 있다. 이와 달리, 무인항공기 기만 장치(200)는 제1오차 정보가 제2오차 정보보다 작은 경우, 스푸핑(기만)이 실패한 것으로 판단할 수 있다. 다른 예로, 무인항공기 기만 장치(200)는 지속적으로 수집된 제1오차 정보가 미리 설정된 제1임계값 이하를 유지하는 경우, 스푸핑(기만)이 실패한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 무인항공기 기만 장치(200)는 지속적으로 수집된 제2오차 정보가 미리 설정된 제2임계값 이하를 유지하다가 소정 시점에서 제2임계값을 초과하는 경우, 무인항공기(1)의 기만신호 제거(방어) 프로세스가 가동된 것으로 판단하여 기존에 인가된 기만신호의 신호 내용을 수정한 보정 기만신호를 생성하도록 동작할 수 있다. 다른 예로, 무인항공기 기만 장치(200)는 제2오차 정보의 시간의 흐름에 따른 변화 비율이 미리 설정된 임계 기울기를 초과하면, 무인항공기(1)의 기만신호 제거(방어) 프로세스가 가동된 것으로 판단하여 기존에 인가된 기만신호의 신호 내용을 수정한 보정 기만신호를 생성하도록 동작할 수 있다.
달리 말해, 무인항공기 기만 장치(200)는 판단된 스푸핑 성공 여부에 기초하여 기존에 인가된 기만 신호의 내용을 변경한 보정 기만 신호를 재차 생성할 수 있다. 또한, 무인항공기 기만 장치(200)는 재생성된 보정 기만 신호를 해당 무인항공기(1)로 재차 인가할 수 있다.
또한, 앞서 설명한 도 1을 참조하면, 무인항공기 기만 장치(200)는 탐지 신호 수신부(210), 경로 설정부(220), 기만 신호 생성부(230) 및 출력부(240)를 포함할 수 있다.
탐지 신호 수신부(210)는, 보호 구역으로부터 미리 설정된 거리 내로 접근한 무인항공기(1)의 위치 정보, 방향 정보 및 속도 정보를 포함하는 무인항공기 탐지 신호를 무인항공기 탐지 장치(100)로부터 수신할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 탐지 신호 수신부(210)는 복수의 무인항공기(1)에 대응하는 탐지 신호를 수신하면, 탐지된 복수의 무인항공기 중 둘 이상의 무인항공기를 포함하고, 군집으로 비행하는 적어도 하나 이상의 군집비행 그룹을 추정할 수 있다.
경로 설정부(220)는, 수신된 탐지 신호에 기초하여 무인항공기(1)가 미리 설정된 안전 구역을 향하도록 설정되는 유도 경로를 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 경로 설정부(220)는 탐지 신호에 포함된 무인항공기(1)의 위치 정보, 방향 정보 및 속도 정보에 기초하여 무인항공기를 촬영하여 확보된 무인항공기(1)에 대한 영상에 기초하여 무인항공기(1)에 의한 촬영 방향을 추정할 수 있다. 또한, 경로 설정부(220)는 파악(추정)된 무인항공기(1)에 의한 촬영 방향 및 보호 구역의 위치 정보에 기초하여 유도 경로를 생성하는 것일 수 있다.
구체적으로, 경로 설정부(220)는 탐지 신호에 포함된 무인항공기(1)의 위치 정보 및 보호 구역의 위치 정보에 기초하여 무인항공기(1)가 기만 신호에 의해 유도 경로를 기초로 진행하는 경우, 보호 구역을 향하지 않고 미리 설정된 안전 구역을 향하도록 하는 유도 경로를 설정할 수 있다.
또한, 경로 설정부(220)는 생성되는 유도 경로를 따라 진행하는 무인항공기(1)의 촬영 방향이 보호 구역을 향하지 않도록 유도 경로를 생성할 수 있다. 이에 따라, 무인항공기(1)에 의해 보호 구역에 대한 영상이 촬영되는 것이 방지될 수 있다.
이와 관련하여, 경로 설정부(220)는 무인항공기(1)의 위치 정보와 안전 구역 사이의 최단 경로를 1차적으로 설정하되, 최단 경로를 따라 무인항공기(1)가 진행할 시 보호 구역에 미리 설정된 임계 거리 이내로 근접하게 되거나 무인항공기(1)의 촬영 방향이 보호 구역에 대한 미리 설정된 임계 각도 범위 내에 속하게 되는 것으로 판단되면, 무인항공기(1)가 보호 구역에 임계 거리 내로 근접하지 않고 무인항공기(1)에 의해 보호 구역이 촬영되지 않도록 하는 무인항공기(1)의 위치와 설정된 안전 구역 사이의 소정의 경유 구역을 포함하도록 유도 경로를 생성할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 경로 설정부(220)는 적어도 하나 이상의 군집비행 그룹이 추정되면, 군집비행 그룹 각각에 대한 유도 경로를 상이하게 설정할 수 있다. 예시적으로, 경로 설정부(220)는 미리 설정된 안전 구역 내의 복수의 섹션의 면적 정보 및 형상 정보와 파악된 군집비행 그룹에 포함된 무인항공기(1)의 수 정보에 기초하여 군집비행 그룹이 안전 구역 내의 소정의 섹션을 향하도록 목적지가 설정된 유도 경로를 설정할 수 있다.
기만 신호 생성부(230)는, 무인항공기(1)의 운행과 연계된 항법 신호를 획득할 수 있다. 또한, 기만 신호 생성부(230)는 경로 설정부(220)에 의해 생성된 유도 경로에 대응하고, 획득된 항법 신호를 모사한 기만 신호를 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 기만 신호 생성부(230)는 무인항공기(1)의 탐지 신호에 포함된 무인항공기(1)의 위치 정보, 방향 정보 및 속도 정보를 기초로 무인항공기(1)가 소정의 항법위성으로부터 실제 수신하는 항법신호를 모사하기 위하여 산출된 PRN(Pseudo-Random Number) 코드 지연값 및 도플러 변이값을 기초로 기만 신호를 생성하는 것일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
출력부(240)는, 탐지된 무인항공기(1)로 생성된 기만 신호를 인가할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 출력부(240)는 군집비행 그룹 각각에 대하여 미리 할당된 주파수 대역에 대응하도록 생성된 기만 신호를 해당 군집비행 그룹에 포함된 무인항공기에 대하여 인가할 수 있다. 이에 따라, 군집비행 그룹 별로 상이하게 설정된 유도 경로에 따라 상이하게 생성된 기만 신호가 해당 군집비행 그룹 내의 무인항공기를 타겟하여 인가되도록 하여 다수의 무인항공기가 탐지되더라도 무인항공기 각각이 적절한 안전 구역으로 유도될 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 출력부(240)는 군집비행 그룹의 무인항공기(1)가 안전 구역을 향하는 동안 군집비행 그룹 내의 복수의 무인항공기(1) 간의 충돌이 방지되도록 각각의 무인항공기(1)에 대하여 소정의 지연 시간을 두고 각각의 기만 신호를 인가하도록 동작할 수 있다.
이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 3에 도시된 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 방법은 앞서 설명된 무인항공기 기만 장치(200)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 무인항공기 기만 장치(200)에 대하여 설명된 내용은 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 단계 S11에서 탐지 신호 수신부(210)는 보호 구역으로부터 미리 설정된 거리 내로 접근한 무인항공기의 위치 정보, 방향 정보 및 속도 정보를 포함하는 무인항공기 탐지 신호를 무인항공기 탐지 장치(100)로부터 수신할 수 있다.
다음으로, 단계 S12에서 경로 설정부(220)는 탐지된 무인항공기(1)에 대하여 소정의 모니터링 구간 동안 수집된 탐지 신호에 기초하여 해당 무인항공기(1)의 예상 경로를 추정할 수 있다.
다음으로, 단계 S13에서 경로 설정부(220)는 탐지 신호에 기초하여 무인항공기(1)가 미리 설정된 안전 구역을 향하도록 설정되는 유도 경로를 생성할 수 있다.
다음으로, 단계 S14에서 기만 신호 생성부(230)는 무인항공기(1)의 운행과 연계된 항법 신호를 획득할 수 있다.
다음으로, 단계 S15에서 기만 신호 생성부(230)는 단계 S13에서 생성된 유도 경로에 대응하고, 단계 S14에서 획득된 항법 신호를 모사한 기만 신호를 생성할 수 있다.
다음으로, 단계 S16에서 출력부(240)는 무인항공기(1)로 생성된 기만 신호를 인가할 수 있다.
다음으로, 단계 S171에서 판단부(250)는 무인항공기(1)의 실제 이동 경로와 예상 경로의 제1오차 정보를 산출할 수 있다.
또한, 단계 S172에서 판단부(250)는 무인항공기(1)의 실제 이동 경로와 유도 경로의 제2오차 정보를 산출할 수 있다.
다음으로, 단계 S18에서 판단부(250)는 산출된 제1오차 정보 및 제2오차 정보에 기초하여 무인항공기(1)에 대한 스푸핑(기만) 성공 여부를 판단할 수 있다.
만약, 단계 S18의 판단 결과, 탐지된 무인항공기(1)에 대한 스푸핑이 실패한 것으로 판단되면(단계 S18의 'NO'), 단계 S19에서 기만 신호 생성부(230)는 기만 신호의 신호 내용을 변경한 보정 기만 신호를 생성하여 무인항공기(1)로 재차 인가할 수 있다. 또한, 재차 인가된 보정 기만 신호에 의한 스푸핑(기만) 성공 여부가 재차 판단될 수 있도록, 상술한 단계 S16 내지 단계 S18이 반복될 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S11 내지 S19는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
도 4는 탐지된 무인항공기에 대한 유도 경로를 생성하는 과정에 대한 세부적인 동작 흐름도이다.
도 4에 도시된 유도 경로를 생성하는 과정은 앞서 설명된 무인항공기 기만 장치(200)의 경로 설정부(220)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 무인항공기 기만 장치(200) 또는 경로 설정부(220)에 대하여 설명된 내용은 도 4에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 단계 S131에서 경로 설정부(220)는 탐지 신호에 포함된 무인항공기(1)의 위치 정보, 방향 정보 및 속도 정보 중 적어도 하나에 기초하여 해당 무인항공기(1)를 촬영하여 확보된 무인항공기(1)에 대한 영상을 획득할 수 있다.
다음으로, 단계 S132에서 경로 설정부(220)는 획득된 영상에 기초하여 해당 무인항공기(1)에 의한 촬영 방향을 추정할 수 있다.
다음으로, 단계 S133에서 경로 설정부(220)는 추정된 무인항공기(1)의 촬영 방향 및 보호 구역의 위치 정보에 기초하여 유도 경로를 생성할 수 있다.
구체적으로, 단계 S133에서 경로 설정부(220)는 무인항공기(1)의 촬영 방향이 보호 구역을 향하지 않도록 하는 유도 경로를 생성할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S131 내지 S133은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
도 5는 복수의 무인항공기가 탐지되는 경우의 군집비행 그룹을 고려한 무인항공기 기만 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 5에 도시된 군집비행 그룹을 고려한 무인항공기 기만 방법은 앞서 설명된 무인항공기 기만 장치(200)의 경로 설정부(220)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 무인항공기 기만 장치(200) 또는 경로 설정부(220)에 대하여 설명된 내용은 도 4에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다
도 5를 참조하면, 단계 S21에서 탐지신호 수신부(210)는 무인항공기 탐지 장치(100)로부터 복수의 무인항공기에 대한 탐지 신호를 수신할 수 있다.
다음으로, 단계 S22에서 탐지신호 수신부(210)는 탐지된 복수의 무인항공기 중 둘 이상의 무인항공기를 포함하고, 군집으로 비행하는 적어도 하나 이상의 군집비행 그룹을 추정할 수 있다.
다음으로, 단계 S23에서 경로 설정부(220)는 군집비행 그룹 각각에 대한 유도 경로를 상이하게 설정할 수 있다.
다음으로, 단계 S24에서 기만 신호 생성부(230)는 군집비행 그룹 각각에 대하여 할당된 주파수 대역에 대응하는 기만 신호를 개별적으로 생성할 수 있다.
또한, 단계 S24에서 출력부(240)는 단계 S23에서 군집비행 그룹 각각에 대하여 할당된 주파수 대역에 대응하도록 생성된 기만 신호를 해당 군집비행 그룹에 포함된 무인항공기에 대하여 인가할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S21 내지 S24는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
지금까지 상술한 본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 시스템(10)에 대한 설명은, 본원의 구현예에 따라서, 하기에서 서술하는 본원의 다른 실시예에 따른 무인항공기 방어 시스템에 대한 설명을 통해서 이해될 수 있다. 따라서, 이하, 생략된 내용이라고 하더라도 상술한 본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 시스템(10)에 대하여 설명된 내용은 하기의 본원의 다른 실시예에 따른 무인항공기 방어 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 6은 본원의 다른 실시예에 따른 무인항공기 방어 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 6을 참조하면, 본원의 다른 실시예에 따른 무인항공기 방어 시스템은, 무인항공기 탐지 장치 및 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 스푸핑 장치(이하, '스푸핑 장치'라 한다.)를 포함할 수 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 본원의 다른 실시예에 따른, 무인항공기 방어 시스템은 하나의 무인항공기 탐지 장치(Drone detecting RADAR) 및 해당 무인항공기 탐지 장치와 연계하여 동작하는 복수 개(예시적으로 도 6을 참조하면, 3개)의 스푸핑 장치(Drone Spoofer)를 포함할 수 있다.
또한, 도면에는 도시되지 않았으나 무인 항공기 탐지 장치 및 스푸핑 장치는 상호 연결되는 네트워크로 통신할 수 있다.
도 7a 내지 도 10은 본원의 다른 실시예에 따른 무인항공기 방어 시스템 및 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 스푸핑 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 10을 참조하면, 무인항공기 탐지 장치는 보호 구역으로부터 미리 설정된 거리 내로 접근한 무인항공기의 위치 정보 및 속도 정보를 탐지할 수 있다. 본원의 다른 실시예에 따르면, 무인항공기 탐지 장치가 인식하는 무인항공기의 위치는 위도 정보, 경고 정보 및 고도 정보를 포함하는 3차원 위치 정보일 수 있다.
특히, 도 10을 참조하면, 본원의 다른 실시예에 따른, 무인항공기 탐지 장치는 미리 설정된 소정의 반경(예시적으로 도 10을 참조하면, 2km 반경)의 보호 구역(protection zone)의 외부의 소정의 범위(예시적으로 도 10을 참조하면 보호 구역의 외부 3 내지 5km 범위) 내에 위치하는 무인항공기를 탐지하도록 동작할 수 있다.
본원의 다른 실시예에 따르면, 무인항공기 탐지 장치는 Ku band RADAR일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, Ku band RADAR인 무인항공기 탐지 장치는 3개의 고정화된 방향(축)을 기준으로 무인항공기를 탐지할 수 있으며, 무인항공기의 위치 정보 및 속도 정보를 획득할 수 있다. 또한, Ku band RADAR인 무인항공기 탐지 장치는 탐지 범위 내의 복수 개의 무인항공기에 대한 탐지를 동시에 수행할 수 있다.
또한, 본원의 다른 실시예에 따른 무인항공기 탐지 장치는 무인항공기 탐지 장치가 설치된 위치를 기준으로 0도 내지 360도 범위 내의 소정의 각도 범위의 탐지 방위각을 보유할 수 있다. 예를 들어, 무인항공기 탐지 장치는 소정의 각도 범위에 대한 탐지 비율(빈도, 정도 등)를 소정의 각도 범위를 제외한 나머지 각도 범위 보다 높게 설정한 상태로 운용될 수 있다.
다른 예로, 무인항공기 탐지 장치는 BS2500RF RF 스캐너(Scanner)일 수 있다. 이러한 RF 스캐너 형태의 무인항공기 탐지 장치는 무인항공기의 보다 정확한 위치를 감지하는데 유리할 수 있으며, 무인항공기로부터 가해지는 신호(예를 들면, 드론 신호)를 자동으로 차단하는 기능을 보유할 수 있으며, 무인항공기로부터 발산되는 RF 신호의 스펙트럼을 모니터링할 수 있다. 또한, RF 스캐너 형태의 무인항공기 탐지 장치는 탐지된 무인항공기를 제어하는 사용자의 위치를 추가적으로 탐지(추론)할 수 있다.
또한, 본원의 다른 실시예에 따른 RF 스캐너 형태의 무인항공기 탐지 장치는 2400 내지 2500MHz의 제1주파수 범위 또는 5150 내지 5850MHZ 범위의 제2주파수 범위에 대응하는 탐색 주파수 값을 보유할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 또한, RF 스캐너 형태의 무인항공기 탐지 장치는 적어도 4개 이상의 무인항공기를 탐지 구역 내에서 동시에 탐지할 수 있다. 또한, RF 스캐너 형태의 무인항공기 탐지 자치는 50W 이하의 소비 전력 및 -20 내지 60°C의 동작 온도 범위를 만족할 수 있다.
또한, 도 7a 내지 도 10을 참조하면, 스푸핑 장치는 무인항공기 탐지 장치에 의해 탐지된 무인항공기의 위치 정보 및 속도 정보를 포함하는 무인항공기 탐지 신호를 무인항공기 탐지 장치로부터 수신할 수 있다.
또한, 도 7a 내지 도 10을 참조하면, 스푸핑 장치는 탐지된 무인항공기의 운행과 연계된 항법 신호를 획득하고, 획득된 항법 신호를 모사한 기만 신호를 생성할 수 있다. 달리 말해, 스푸핑 장치는 탐지된 무인항공기의 위치 및 통신 정보를 교란하기 위한 기만 신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 스푸핑 장치는 탐지된 무인항공기의 GPS 신호 및 통신 신호 중 적어도 하나를 실제 신호와 유사하게 모사하여 교란함으로써 무인항공기의 운용 주체가 재밍을 인지하지 못하도록 유도할 수 있다.
또한, 도 7a 내지 도 10을 참조하면, 스푸핑 장치는 생성된 기만 신호를 탐지된 무인항공기로 인가하여 무인항공기가 미리 설정된 안전 구역으로 이동하도록 유도할 수 있다. 즉, 스푸핑 장치는 탐지된 무인항공기의 GPS 신호 및 통신 신호 중 적어도 하나의 신호의 내용을 변형함에 따라 침입 드론 등의 무인항공기의 위치를 제어할 수 있다. 또한, 도 10을 참조하면, 본원의 다른 실시예에 따른 스푸핑 장치는 탐지된 무인항공기를 보호 구역에 대하여 미리 설정된 안전 구역(safety zone)으로 이동시키되, 안전 구역은 보호 구역의 외부로부터 2 내지 5km 범위 내에 마련되는 것일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
즉, 도 8을 참조하여 종합하면, 스푸핑 장치는 탐지된 무인항공기의 GPS 제어 통신 채널과 연계된 기만 신호를 생성 및 인가함으로써 보호 구역에 인접한 무인항공기의 이동 방향을 제어함으로써 무인항공기를 미리 설정된 안전 구역(안전지대)에서 포획하되, 해당 무인항공기에 대한 재밍 신호를 인식하지 못하도록 하는 Spoofing Jamming을 수행할 수 있다.
본원의 다른 실시예에 따르면, 스푸핑 장치는 탐지 신호 수신부, 기만 신호 생성부 및 유도부를 포함할 수 있다.
탐지 신호 수신부는 보호 구역으로부터 미리 설정된 거리 내로 접근한 무인항공기의 위치 정보 및 속도 정보를 포함하는 무인항공기 탐지 신호를 수신할 수 있다.
또한, 기만 신호 생성부는 무인항공기의 운행과 연계된 항법 신호를 획득하고, 획득된 항법 신호를 모사한 기만 신호를 생성할 수 있다.
또한, 유도부는 생성된 기만 신호를 무인항공기로 인가하여 무인항공기가 미리 설정된 안전 구역으로 이동하도록 유도할 수 있다.
또한, 본원의 구현예에 따라 스푸핑 장치는 탐지된 무인항공기와 연계된 위성신호(위성 항법 신호)를 차단하도록 동작하는 재밍부를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 8을 참조하면, 본원의 다른 실시예에 따른 재밍부는 탐지된 무인항공기를 보호 지역(방어 지역) 외부로 이탈하도록 하는 소정의 재밍(Jamming) 신호(교란 전파)를 무인항공기로 인가하는 Return-to-Home Jamming을 수행할 수 있다.
또한, 본원의 다른 실시예에 따르면, 재밍부는 탐지된 무인항공기와 연계된 통신을 제한하여 해당 영역에서 무인항공기가 정지(호버링)하도록 하는 소정의 재밍(Jamming) 신호(교란 전파)를 무인항공기로 인가하는 Hovering Jamming을 수행할 수 있다.
또한, 본원의 다른 실시예에 따르면, 재밍부는 탐지된 무인항공기와 연계된 제어 채널 통신을 제한하여 해당 영역에서 무인항공기가 착륙하도록 하는 소정의 재밍(Jamming) 신호(교란 전파)를 무인항공기로 인가하는 Landing Jamming을 수행할 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 차량에 탑재되는 형태의 무인항공기 방어 시스템을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 본원에서 개시하는 무인항공기 방어 시스템은 차량에 탑재되어 해당 차량에 접근하는 무인항공기에 대한 방어 체계를 구축할 수 있다. 이러한, 차량 탑재 방식(Vehicle-mounted)의 무인항공기 방어 시스템은 동적인 무인항공기 비행 금지 구역을 구축하여 차량의 소정의 주행 경로에서의 안전성을 높일 수 있다. 예를 들어, 이러한 차량 탑재 방식의 무인항공기 방어 시스템은 정찰, 요인 보호 등에 활용될 수 있다.
도 12는 본원의 다른 실시예에 따른 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 스푸핑 방법에 대한 동작흐름도이다.
도 12에 도시된 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 스푸핑 방법은 앞서 설명된 스푸핑 장치에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 스푸핑 장치에 대하여 설명된 내용은 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 스푸핑 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
먼저, 탐지 신호 수신부는 보호 구역으로부터 미리 설정된 거리 내로 접근한 무인항공기의 위치 정보 및 속도 정보를 포함하는 무인항공기 탐지 신호를 수신할 수 있다(Drone 탐지).
다음으로, 재밍부는 탐지된 무인항공기와 연계된 위성신호(위성 항법 신호)를 차단할 수 있다(GPS 재밍).
다음으로, 기만 신호 생성부는 탐지된 무인항공기의 운행과 연계된 항법 신호를 획득하고, 획득된 항법 신호를 모사한 기만 신호를 생성할 수 있다(위성신호 기만).
다음으로, 유도부는 생성된 기만 신호를 탐지된 무인항공기로 인가하여 해당 무인항공기가 미리 설정된 안전 구역으로 이동하도록 유도할 수 있다(Drone Spoofering).
달리 말해, 본원의 스푸핑 장치에 의해 수행되는 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 스푸핑 방법에 의할 때, 최종적으로 보호 구역에 인접하여 접근한 무인항공기가 포획될 수 있다(Drone 포획).
도 12를 참조하여 상술한 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 스푸핑 방법에서의 각 단계들은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본원의 일 실시예에 따른 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 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 광기록 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.
또한, 전술한 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 무인항공기 방어 시스템
100: 무인항공기 탐지 장치
110: 송신부
120: 파형 설정부
130: 수신부
140: 촬영부
200: 무인항공기 기만 장치
210: 탐지 신호 수신부
220: 경로 설정부
230: 기만 신호 생성부
240: 출력부
250: 판단부
1: 무인항공기

Claims (9)

  1. 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 무인항공기 기만 방법에 있어서,
    보호 구역으로부터 미리 설정된 거리 내로 접근한 무인항공기의 위치 정보, 방향 정보 및 속도 정보를 포함하는 무인항공기 탐지 신호를 수신하는 단계;
    상기 위치 정보, 상기 방향 정보 및 상기 속도 정보에 기초하여 상기 무인항공기를 촬영하여 상기 무인항공기에 대한 영상을 확보하는 단계;
    상기 탐지 신호에 기초하여 상기 무인항공기가 미리 설정된 안전 구역을 향하도록 설정되는 유도 경로를 생성하는 단계;
    상기 무인항공기의 운행과 연계된 항법 신호를 획득하는 단계;
    상기 생성된 유도 경로에 대응하고, 상기 획득된 항법 신호를 모사한 기만 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 무인항공기로 상기 생성된 기만 신호를 인가하는 단계,
    를 포함하고,
    상기 무인항공기 탐지 신호를 수신하는 단계에서, 복수의 무인항공기로부터 상기 탐지 신호가 수신되면,
    상기 탐지된 복수의 무인항공기 중 둘 이상의 무인항공기를 포함하고, 군집으로 비행하는 적어도 하나 이상의 군집비행 그룹을 추정하는 단계,
    를 더 포함하고,
    상기 유도 경로를 생성하는 단계는,
    상기 영상에 기초하여 상기 무인항공기에 의한 촬영 방향을 추정하는 단계; 및
    상기 촬영 방향 및 상기 보호 구역의 위치 정보에 기초하여 상기 무인항공기의 상기 촬영 방향이 상기 보호 구역을 향하지 않도록 하는 상기 유도 경로를 생성하는 단계,
    를 포함하되,
    상기 안전 구역 내의 미리 설정된 복수의 섹션 각각의 면적 정보 및 형상 정보와 상기 군집비행 그룹에 포함된 무인항공기의 수 정보에 기초하여 상기 군집비행 그룹 각각에 대한 유도 경로를 상이하게 설정하는 것을 특징으로 하고,
    상기 생성된 기만 신호를 인가하는 단계는,
    상기 군집비행 그룹 각각에 대하여 할당된 주파수 대역에 대응하도록 생성된 상기 기만 신호를 상기 군집비행 그룹에 포함된 상기 무인항공기에 인가하고,
    상기 무인항공기 탐지 신호를 수신하는 단계는,
    탐지된 상기 무인항공기까지의 거리 및 탐지된 상기 무인항공기의 수 중 적어도 하나에 기초하여 결정된 송신 모드에 따라 생성된 송신신호에 대응하는 탐지 신호를 수신하되,
    상기 송신 모드가 원거리 탐지 모드이면, 상기 탐지신호는 LFM(Linear Frequency Modulation) 기반의 파형을 포함하는 상기 송신신호에 대응되고, 상기 송신 모드가 근거리 탐지 모드이면, 상기 탐지신호는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Waveform) 기반의 파형을 포함하는 상기 송신신호에 대응되고, 상기 송신 모드가 다중 탐지 모드이면, 상기 탐지신호는 CW(Continuous Waveform) 기반의 파형을 포함하는 상기 송신신호에 대응되는 것을 특징으로 하는, 무인항공기 기만 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탐지 신호를 수신하는 단계 이후에,
    소정의 모니터링 구간 동안 수집된 상기 탐지 신호에 기초하여 상기 무인항공기의 예상 경로를 추정하는 단계,
    를 더 포함하는 것인, 무인항공기 기만 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 생성된 기만 신호를 인가하는 단계 이후에,
    상기 무인항공기의 실제 이동 경로와 상기 예상 경로의 제1오차 정보 및 상기 실제 이동 경로와 상기 유도 경로의 제2오차 정보를 산출하는 단계; 및
    상기 제1오차 정보 및 상기 제2오차 정보에 기초하여 상기 무인항공기에 대한 스푸핑 성공 여부를 판단하는 단계,
    를 더 포함하는 것인, 무인항공기 기만 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 판단된 스푸핑 성공 여부에 기초하여 상기 기만 신호의 신호 내용을 변경한 보정 기만 신호를 생성하여 상기 무인항공기로 인가하는 단계,
    를 더 포함하는 것인, 무인항공기 기만 방법.
  6. 무인항공기 방어 체계 구축을 위한 스푸핑 장치에 있어서,
    보호 구역으로부터 미리 설정된 거리 내로 접근한 무인항공기의 위치 정보, 방향 정보 및 속도 정보를 포함하는 무인항공기 탐지 신호를 수신하는 탐지 신호 수신부;
    상기 탐지 신호에 기초하여 상기 무인항공기가 미리 설정된 안전 구역을 향하도록 설정되는 유도 경로를 생성하는 경로 설정부;
    상기 무인항공기의 운행과 연계된 항법 신호를 획득하고, 상기 생성된 유도 경로에 대응하고, 상기 획득된 항법 신호를 모사한 기만 신호를 생성하는 기만 신호 생성부; 및
    상기 무인항공기로 상기 생성된 기만 신호를 인가하는 출력부,
    를 포함하고
    상기 탐지 신호 수신부는,
    복수의 무인항공기로부터 상기 탐지 신호가 수신되면, 상기 탐지된 복수의 무인항공기 중 둘 이상의 무인항공기를 포함하고, 군집으로 비행하는 적어도 하나 이상의 군집비행 그룹을 추정하고,
    상기 경로 설정부는,
    상기 위치 정보, 상기 방향 정보 및 상기 속도 정보에 기초하여 상기 무인항공기를 촬영하여 확보된 상기 무인항공기에 대한 영상에 기초하여 상기 무인항공기에 의한 촬영 방향을 추정하고, 상기 촬영 방향 및 상기 보호 구역의 위치 정보에 기초하여 상기 무인항공기의 상기 촬영 방향이 상기 보호 구역을 향하지 않도록 하는 상기 유도 경로를 생성하되, 상기 안전 구역 내의 미리 설정된 복수의 섹션 각각의 면적 정보 및 형상 정보와 상기 군집비행 그룹에 포함된 무인항공기의 수 정보에 기초하여 상기 군집비행 그룹 각각에 대한 유도 경로를 상이하게 설정하는 것을 특징으로 하고,
    상기 출력부는,
    상기 군집비행 그룹 각각에 대하여 할당된 주파수 대역에 대응하도록 생성된 상기 기만 신호를 상기 군집비행 그룹에 포함된 상기 무인항공기에 인가하고,
    상기 탐지 신호 수신부는,
    탐지된 상기 무인항공기까지의 거리 및 탐지된 상기 무인항공기의 수 중 적어도 하나에 기초하여 결정된 송신 모드에 따라 생성된 송신신호에 대응하는 탐지 신호를 수신하되,
    상기 송신 모드가 원거리 탐지 모드이면, 상기 탐지신호는 LFM(Linear Frequency Modulation) 기반의 파형을 포함하는 상기 송신신호에 대응되고, 상기 송신 모드가 근거리 탐지 모드이면, 상기 탐지신호는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Waveform) 기반의 파형을 포함하는 상기 송신신호에 대응되고, 상기 송신 모드가 다중 탐지 모드이면, 상기 탐지신호는 CW(Continuous Waveform) 기반의 파형을 포함하는 상기 송신신호에 대응되는 것을 특징으로 하는, 무인항공기 기만 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 경로 설정부는,
    소정의 모니터링 구간 동안 수집된 상기 탐지 신호에 기초하여 상기 무인항공기의 예상 경로를 추정하고,
    상기 기만 신호가 인가된 이후의 상기 무인항공기의 실제 이동 경로와 상기 예상 경로의 제1오차 정보 및 상기 실제 이동 경로와 상기 유도 경로의 제2오차 정보를 산출하고, 상기 제1오차 정보 및 상기 제2오차 정보에 기초하여 상기 무인항공기에 대한 스푸핑 성공 여부를 판단하는 판단부,
    를 더 포함하는 것인, 무인항공기 기만 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기만 신호 생성부는,
    상기 판단된 스푸핑 성공 여부에 기초하여 상기 기만 신호의 신호 내용을 변경한 보정 기만 신호를 생성하고,
    상기 출력부는,
    상기 보정 기만 신호를 상기 무인항공기로 인가하는 것인, 무인항공기 기만 장치.
  9. 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체.
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