KR102173972B1 - Method for determining status of unmanned aerial vehicle, device and system using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 무인항공기의 상태 판단 방법은 중심국이, 타겟 무인항공기로부터 송출되어 복수의 중계국들 각각을 통하여 전달된 항공기 감시 신호를 수신하는 단계, 상기 중심국이, 상기 복수의 중계국들 각각의 위치와 상기 항공기 감시 신호가 상기 복수의 중계국들 각각에서 수신된 시간정보를 이용하여 상기 타겟 무인항공기의 제1예상위치를 판단하는 단계, 상기 중심국이, 상기 항공기 감시 신호에 포함된 위치 정보를 이용하여 상기 타겟 무인항공기의 제2예상위치를 판단하는 단계, 상기 중심국이, 상기 제1예상위치와 상기 제2예상위치의 차이가 기준값을 초과하는지 여부에 따라 상기 타겟 무인항공기에 대한 외부공격 여부를 판단하는 단계 및 상기 중심국이, 상기 제2예상위치의 이동패턴에 기초하여, 외부공격의 타입을 판단하는 단계를 포함한다.In the method for determining the state of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, the central station receiving an aircraft monitoring signal transmitted from a target unmanned aerial vehicle and transmitted through each of a plurality of relay stations, the central station, each of the plurality of relay stations Determining the first predicted position of the target unmanned aerial vehicle using the location of the aircraft and the time information received from each of the plurality of relay stations, the central station, the location information included in the aircraft monitoring signal Determining a second predicted position of the target unmanned aerial vehicle by using, whether the central station attacks the target unmanned aerial vehicle externally according to whether the difference between the first and second predicted positions exceeds a reference value And determining, by the central station, the type of external attack based on the movement pattern of the second predicted position.

Description

무인항공기의 상태 판단 방법, 이를 이용하는 무인항공기 상태 판단 장치, 및 무인항공기 상태 판단 시스템{METHOD FOR DETERMINING STATUS OF UNMANNED AERIAL VEHICLE, DEVICE AND SYSTEM USING THE SAME}A method for determining the state of an unmanned aerial vehicle, a device for determining the state of an unmanned aerial vehicle using the same, and a system for determining the state of an unmanned aerial vehicle {METHOD FOR DETERMINING STATUS OF UNMANNED AERIAL VEHICLE, DEVICE AND SYSTEM USING THE SAME}

본 발명은 무인항공기의 상태 판단 방법, 이를 이용하는 무인항공기 상태 판단 장치, 및 무인항공기 상태 판단 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부공격 여부와 외부공격 타입을 판단할 수 있는 무인항공기의 상태 판단 방법, 이를 이용하는 무인항공기 상태 판단 장치, 및 무인항공기 상태 판단 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a state determination method of an unmanned aerial vehicle, an unmanned aerial vehicle state determination apparatus using the same, and a state determination system of an unmanned aerial vehicle, and more particularly, a state determination method of an unmanned aerial vehicle capable of determining whether an external attack exists and the external attack type , An unmanned aerial vehicle state determination apparatus using the same, and to an unmanned aerial vehicle state determination system.

무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle(UAV))는 지상통제소에 의해 경로가 통제되지만 통신 가능한 범위를 벗어나면 우발 시에 계획되었던 비행 계획에 따라 무인항공기 내의 위치정보를 이용하여 자율적으로 운행될 수 있다. Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are controlled by ground control stations, but if they are out of communication range, they can operate autonomously using location information within the unmanned aerial vehicle according to the flight plan planned in the event of an accident.

또한, 무인항공기는 외부로부터의 사이버 공격(cyberattack)에 노출되어 있기 때문에, 무인항공기 내에서 활용되는 위치정보, 예컨대 GPS(Global Positioning System) 정보가 사이버 공격에 의하여 왜곡되는 경우 무인항공기의 통제, 관제 시스템에 문제가 발생할 수 있다.In addition, since unmanned aerial vehicles are exposed to external cyberattack, when location information, such as GPS (Global Positioning System) information, used in unmanned aerial vehicles is distorted by cyber attacks, unmanned aerial vehicle control and control There may be a problem with the system.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 외부공격 여부와 외부공격 타입을 판단할 수 있는 무인항공기의 상태 판단 방법, 이를 이용하는 무인항공기 상태 판단 장치, 및 무인항공기 상태 판단 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a state determination method of an unmanned aerial vehicle capable of determining whether an external attack exists and an external attack type, an unmanned aerial vehicle state determination apparatus using the same, and an unmanned aerial vehicle state determination system.

본 발명의 실시 예에 따른 무인항공기의 상태 판단 방법은 중심국이, 타겟 무인항공기로부터 송출되어 복수의 중계국들 각각을 통하여 전달된 항공기 감시 신호를 수신하는 단계, 상기 중심국이, 상기 복수의 중계국들 각각의 위치와 상기 항공기 감시 신호가 상기 복수의 중계국들 각각에서 수신된 시간정보를 이용하여 상기 타겟 무인항공기의 제1예상위치를 판단하는 단계, 상기 중심국이, 상기 항공기 감시 신호에 포함된 위치 정보를 이용하여 상기 타겟 무인항공기의 제2예상위치를 판단하는 단계, 상기 중심국이, 상기 제1예상위치와 상기 제2예상위치의 차이가 기준값을 초과하는지 여부에 따라 상기 타겟 무인항공기에 대한 외부공격 여부를 판단하는 단계 및 상기 중심국이, 상기 제2예상위치의 이동패턴에 기초하여, 외부공격의 타입을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In the method for determining the state of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, the central station receiving an aircraft monitoring signal transmitted from a target unmanned aerial vehicle and transmitted through each of a plurality of relay stations, the central station, each of the plurality of relay stations Determining the first predicted position of the target unmanned aerial vehicle using the location of the aircraft and the time information received from each of the plurality of relay stations, the central station, the location information included in the aircraft monitoring signal Determining a second predicted position of the target unmanned aerial vehicle by using, whether the central station attacks the target unmanned aerial vehicle externally according to whether the difference between the first and second predicted positions exceeds a reference value And determining, by the central station, determining the type of external attack based on the movement pattern of the second predicted position.

일부 실시 예에서, 상기 항공기 감시 신호는, ADS-B(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) 신호일 수 있다.In some embodiments, the aircraft monitoring signal may be an Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B) signal.

일부 실시 예에서, 상기 제1예상위치를 판단하는 단계는, 상기 중심국이, 상기 복수의 중계국들 각각의 위치와 상기 항공기 감시 신호가 상기 복수의 중계국들 각각에서 수신된 시간정보를 이용하여, TDOA(Time Difference of Arrival) 방법으로 상기 제1예상위치를 판단할 수 있다.In some embodiments, the determining of the first predicted position may include, by the central station, the location of each of the plurality of relay stations and the time information received from each of the plurality of relay stations, and the aircraft monitoring signal. The first predicted location can be determined by the (Time Difference of Arrival) method.

일부 실시 예에서, 상기 복수의 중계국들 각각은 지상 기준국으로 구성될 수 있다.In some embodiments, each of the plurality of relay stations may be configured as a ground reference station.

일부 실시 예에서, 상기 복수의 중계국들 각각은 무인항공기로 구성될 수 있다.In some embodiments, each of the plurality of relay stations may be configured as an unmanned aerial vehicle.

일부 실시 예에서, 상기 항공기 감시 신호에 포함된 위치 정보는, 상기 항공기 감시 신호에 포함된 GPS(Global Positioning System) 데이터일 수 있다.In some embodiments, the location information included in the aircraft monitoring signal may be GPS (Global Positioning System) data included in the aircraft monitoring signal.

일부 실시 예에서, 상기 외부공격의 타입을 판단하는 단계는, 상기 제2예상위치의 이동패턴에 기초하여, 상기 제2예상위치의 이동방향의 변화율이 기준값을 초과하는지 여부에 따라 상기 외부공격의 타입을 판단할 수 있다.In some embodiments, the determining of the type of external attack may include, based on the movement pattern of the second predicted position, the change rate of the moving direction of the second predicted position exceeds a reference value. You can determine the type.

일부 실시 예에서, 상기 외부공격의 타입은, 재밍(jamming) 공격 및 스푸핑(spoofing) 공격을 포함할 수 있다.In some embodiments, the type of external attack may include a jamming attack and a spoofing attack.

일부 실시 예에서, 상기 외부공격의 타입을 판단하는 단계는, 상기 제2예상위치의 이동방향의 변화율이 상기 기준값을 초과하는 경우에 상기 타겟 무인항공기가 받고 있는 상기 외부공격의 타입을 상기 재밍 공격으로 판단하고, 상기 제2예상위치의 이동방향의 변화율이 상기 기준값을 초과하지 않는 경우에 상기 타겟 무인항공기가 받고 있는 상기 외부공격의 타입을 상기 스푸핑 공격으로 판단할 수 있다.In some embodiments, the determining of the type of external attack may include determining the type of external attack received by the target unmanned aerial vehicle when the rate of change in the moving direction of the second predicted position exceeds the reference value. And, when the rate of change in the moving direction of the second predicted position does not exceed the reference value, the type of the external attack received by the target unmanned aerial vehicle may be determined as the spoofing attack.

일부 실시 예에서, 상기 외부공격의 타입을 판단하는 단계는, 상기 제1예상위치의 이동패턴에 기초하여, 상기 제1예상위치가 특정구역에 반복적으로 포함되는 경우 상기 외부공격의 타입을 상기 재밍 공격으로 판단할 수 있다.In some embodiments, the determining of the type of the external attack includes the jamming of the type of the external attack when the first predicted position is repeatedly included in a specific area based on the movement pattern of the first predicted position. It can be judged as an attack.

일부 실시 예에서, 상기 무인항공기의 상태 판단 방법은, 상기 외부공격이 없다고 판단되는 경우, 상기 항공기 감시 신호에 포함된 속도 정보에 기초하여 상기 타겟 무인항공기가 추락상태인지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.In some embodiments, the method for determining the state of the unmanned aerial vehicle may further include determining whether the target unmanned aerial vehicle is in a fall state based on speed information included in the aircraft monitoring signal when it is determined that there is no external attack. Can include.

일부 실시 예에서, 상기 타겟 무인항공기가 추락상태가 아닌 경우, 상기 항공기 감시 신호에 포함된 ID 정보에 기초하여 상기 타겟 무인항공기가 미인증 무인항공기인지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.In some embodiments, when the target unmanned aerial vehicle is not in a fall state, determining whether the target unmanned aerial vehicle is an unauthenticated unmanned aerial vehicle based on ID information included in the aircraft monitoring signal may be further included.

일부 실시 예에서, 상기 타겟 무인항공기에 대한 외부공격 여부를 판단하는 단계는, 상기 제1예상위치와 상기 제2예상위치의 차이가 기준값을 초과하는지 여부 및 상기 제1예상위치의 이동속도와 상기 항공기 감시 신호에 포함된 속도값의 차이가 기준값을 초과하는지 여부에 기초하여, 상기 타겟 무인항공기에 대한 외부공격 여부를 판단할 수 있다.In some embodiments, determining whether the target unmanned aerial vehicle has an external attack comprises: whether a difference between the first and second predicted positions exceeds a reference value, and the movement speed of the first predicted position and the Based on whether the difference in the speed value included in the aircraft monitoring signal exceeds the reference value, it is possible to determine whether or not the target unmanned aerial vehicle has an external attack.

본 발명의 실시 예에 따른 무인항공기의 상태 판단 장치는 타겟 무인항공기로부터 송출되어 복수의 중계국들 각각을 통하여 전달된 항공기 감시 신호를 수신하고, 상기 복수의 중계국들 각각의 위치와 상기 항공기 감시 신호가 상기 복수의 중계국들 각각에서 수신된 시간정보를 이용하여 상기 타겟 무인항공기의 제1예상위치를 판단하는 제1예상위치 판단모듈, 상기 항공기 감시 신호에 포함된 위치 정보를 이용하여 상기 타겟 무인항공기의 제2예상위치를 판단하는 제2예상위치 판단모듈 및 상기 제1예상위치와 상기 제2예상위치의 차이가 기준값을 초과하는지 여부에 따라 상기 타겟 무인항공기에 대한 외부공격 여부를 판단하고, 상기 제2예상위치의 이동패턴에 기초하여, 외부공격의 타입을 판단하는 외부공격 판단모듈을 포함할 수 있다.The apparatus for determining a state of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention receives an aircraft monitoring signal transmitted from a target unmanned aerial vehicle and transmitted through each of a plurality of relay stations, and the location of each of the plurality of relay stations and the aircraft monitoring signal are A first predicted position determination module for determining the first predicted position of the target unmanned aerial vehicle using time information received from each of the plurality of relay stations, and the target unmanned aerial vehicle using position information included in the aircraft monitoring signal. According to a second predicted position determination module for determining a second predicted position and whether the difference between the first and second predicted positions exceeds a reference value, it is determined whether an external attack to the target unmanned aerial vehicle is performed, and the first 2 It may include an external attack determination module that determines the type of external attack based on the movement pattern of the expected position.

본 발명의 실시 예에 따른 무인항공기의 상태 판단 시스템은 타겟 무인항공기, 상기 타겟 무인항공기로부터 송출된 항공기 감시 신호를 수신하고, 수신된 항공기 감시 신호를 중계하는 복수의 중계국들 및 상기 복수의 중계국들 각각의 위치와 상기 항공기 감시 신호가 상기 복수의 중계국들 각각에서 수신된 시간정보를 이용하여 상기 타겟 무인항공기의 제1예상위치를 판단하고, 상기 항공기 감시 신호에 포함된 위치 정보를 이용하여 상기 타겟 무인항공기의 제2예상위치를 판단하며, 상기 제1예상위치와 상기 제2예상위치의 차이가 기준값을 초과하는지 여부에 따라 상기 타겟 무인항공기에 대한 외부공격 여부를 판단하고, 상기 제2예상위치의 이동패턴에 기초하여, 외부공격의 타입을 판단하는 중심국을 포함할 수 있다.The system for determining the status of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention includes a target unmanned aerial vehicle, a plurality of relay stations for receiving an aircraft monitoring signal transmitted from the target unmanned aerial vehicle, and relaying the received aircraft monitoring signal, and the plurality of relay stations. The first predicted position of the target unmanned aerial vehicle is determined using time information received from each of the plurality of relay stations for each location and the aircraft monitoring signal, and the target using the location information included in the aircraft monitoring signal. Determine the second predicted position of the unmanned aerial vehicle, determine whether an external attack against the target unmanned aerial vehicle is based on whether the difference between the first and second predicted positions exceeds a reference value, and the second predicted position It may include a central station to determine the type of external attack based on the movement pattern of.

본 발명의 실시 예에 따른 방법과 장치는 타겟 무인항공기로부터 송출된 항공기 감시 신호가 복수의 중계국들 각각에 도달한 도달시간에 따라 판단된 제1예상위치와 상기 항공기 감시 신호에 포함된 위치 정보에 따라 판단된 제2예상위치를 함께 이용하여, 타겟 무인항공기가 외부공격을 받았는지 여부와 타겟 무인항공기가 받은 외부공격의 타입을 정확히 판단할 수 있다.The method and apparatus according to an embodiment of the present invention are based on the first predicted position determined according to the arrival time at which the aircraft monitoring signal transmitted from the target unmanned aerial vehicle reaches each of the plurality of relay stations and the position information included in the aircraft monitoring signal. By using the determined second predicted position together, it is possible to accurately determine whether the target unmanned aerial vehicle has received an external attack and the type of external attack that the target unmanned aerial vehicle has received.

본 발명의 실시 예에 따른 방법과 장치는 상기 제1예상위치와 상기 제2예상위치의 차이, 및 상기 제1예상위치의 이동속도와 상기 항공기 감시 신호에 포함된 속도값의 차이를 함께 이용하여 타겟 무인항공기가 외부공격을 받았는지 여부를 더욱 높은 정확도로 판단할 수 있다.The method and apparatus according to an embodiment of the present invention utilizes the difference between the first and second predicted positions, and the difference between the moving speed of the first predicted position and the speed value included in the aircraft monitoring signal. Whether the target unmanned aerial vehicle has been attacked by an external attack can be determined with higher accuracy.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인항공기 상태 판단 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무인항공기 상태 판단 시스템의 개념도이다.
도 3은 도 1과 도 2에 도시된 중심국의 일 실시 예에 따른 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무인항공기 상태 판단 방법의 플로우차트이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무인항공기 상태 판단 시스템에서 사용되는 항공기 감시 신호의 일 예시이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 무인항공기의 상태 판단 과정을 설명하기 위한 도면이다.Brief description of each drawing is provided in order to more fully understand the drawings cited in the detailed description of the present invention.
1 is a conceptual diagram of a system for determining a state of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram of a system for determining a state of an unmanned aerial vehicle according to another embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of the central station shown in FIGS. 1 and 2 according to an embodiment.
4 is a flowchart of a method for determining the state of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
5 is an example of an aircraft monitoring signal used in the unmanned aerial vehicle status determination system according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a process of determining a state of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 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.In the present invention, various modifications may be made and various embodiments may be provided. Specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail through detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, numbers (eg, first, second, etc.) used in the description of the present specification are merely identification symbols for distinguishing one component from another component.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in the present specification, when one component is referred to as "connected" or "connected" to another component, the one component may be directly connected or directly connected to the other component, but specially It should be understood that as long as there is no opposing substrate, it may be connected or may be connected via another component in the middle.

또한, 본 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 프로세서(Processor), 마이크로 프로세서(Micro Processer), 마이크로 컨트롤러(Micro Controller), CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit), APU(Accelerate Processor Unit), DSP(Drive Signal Processor), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등과 같은 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있으며, 적어도 하나의 기능이나 동작의 처리에 필요한 데이터를 저장하는 메모리(memory)와 결합되는 형태로 구현될 수도 있다. In addition, terms such as "~ unit", "~ group", "~ character", and "~ module" described in the present specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is a processor or microcomputer. Processor (Micro Processer), Micro Controller, CPU (Central Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), APU (Accelerate Processor Unit), DSP (Drive Signal Processor), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA It may be implemented in hardware or software such as (Field Programmable Gate Array), or a combination of hardware and software, and may be implemented in a form combined with a memory that stores data necessary for processing at least one function or operation. .

그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.In addition, it is intended to clarify that the division of the constituent parts in the present specification is only divided by the main function that each constituent part is responsible for. That is, two or more constituent parts to be described below may be combined into one constituent part, or one constituent part may be divided into two or more according to more subdivided functions. In addition, each of the constituent units to be described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent units in addition to its own main function, and some of the main functions of each constituent unit are different. It goes without saying that it may be performed exclusively by.

이하, 본 발명의 실시 예들을 차례로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be sequentially described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인항공기 상태 판단 시스템의 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of a system for determining a state of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 무인항공기 상태 판단 시스템(10)은 타겟 무인항공기(100), 복수의 중계국들(200A-1 ~ 200A-4), 및 중심국(300)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the unmanned aerial vehicle status determination system 10 may include a target unmanned aerial vehicle 100, a plurality of relay stations 200A-1 to 200A-4, and a central station 300.

실시 예에 따라, 무인항공기 상태 판단 시스템(10)은 군사용 네트워크에서의 무인항공기의 상태 판단의 목적으로 적용될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 다양한 용도의 네트워크에서의 상태 판단 시스템으로 구현될 수 있다.According to an embodiment, the unmanned aerial vehicle state determination system 10 may be applied for the purpose of determining the state of an unmanned aerial vehicle in a military network, but is not limited thereto and may be implemented as a state determination system in a network for various purposes.

타겟 무인항공기(100)는 상태 판단의 대상이 되는 무인항공기이다. The target unmanned aerial vehicle 100 is an unmanned aerial vehicle subject to state determination.

본 명세서에서 '무인항공기'는 지상에서의 원격조종(remote piloted) 되거나 사전 프로그램된 경로에 따라 자동(자율) 또는 반자동(반자율)으로 운행되는 항공기를 폭 넓게 의미할 수 있으며, '드론(dron)'으로 일컬어질 수도 있다.In the present specification, the term'unmanned aerial vehicle' may broadly mean an aircraft that is remotely piloted on the ground or operated automatically (autonomously) or semi-automatically (semi-autonomous) according to a pre-programmed route, and'dron (dron) It can also be referred to as')'.

타겟 무인항공기(100)는 무인항공기 상태 판단 시스템(10)의 타겟 무인항공기(100)에 대한 감시를 위하여 항공기 감시 신호를 송출할 수 있다.The target unmanned aerial vehicle 100 may transmit an aircraft monitoring signal to monitor the target unmanned aerial vehicle 100 of the unmanned aerial vehicle state determination system 10.

실시 예에 따라, 타겟 무인항공기(100)에서 송출되는 항공기 감시 신호는 ADS-B(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) 신호일 수 있다. 상기 ADS-B 신호에 대한 상세한 내용은 도 4를 함께 참조하여 후술하도록 한다.According to an embodiment, the aircraft monitoring signal transmitted from the target unmanned aerial vehicle 100 may be an Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B) signal. Details of the ADS-B signal will be described later with reference to FIG. 4.

복수의 중계국들(200A-1 ~ 200A-4) 각각은 타겟 무인항공기(100)로부터 송출된 항공기 감시 신호를 수신하여, 수신된 항공기 감시 신호를 중심국(300)으로 중계할 수 있다.Each of the plurality of relay stations 200A-1 to 200A-4 may receive an aircraft monitoring signal transmitted from the target unmanned aerial vehicle 100 and relay the received aircraft monitoring signal to the central station 300.

실시 예에 따라, 복수의 중계국들(200A-1 ~ 200A-4)은 타겟 무인항공기(100)의 3차원 공간에서의 측위를 위하여 4개 이상의 중계국들로 구성될 수 있다.According to an embodiment, the plurality of relay stations 200A-1 to 200A-4 may include four or more relay stations for positioning of the target unmanned aerial vehicle 100 in a three-dimensional space.

실시 예에 따라, 복수의 중계국들(200A-1 ~ 200A-4) 각각은 타겟 무인항공기(100)로부터 송출된 항공기 감시 신호가 복수의 중계국들(200A-1 ~ 200A-4) 각각에서 수신된 시간을 확인할 수 있으며, 확인된 시간에 대한 시간정보를 타겟 무인항공기(100)로부터 수신된 항공기 감시 신호와 함께 중심국(300)으로 전달할 수 있다.According to an embodiment, each of the plurality of relay stations 200A-1 to 200A-4 receives an aircraft monitoring signal transmitted from the target unmanned aerial vehicle 100 at each of the plurality of relay stations 200A-1 to 200A-4. The time can be checked, and time information on the checked time can be transmitted to the central station 300 together with the aircraft monitoring signal received from the target unmanned aerial vehicle 100.

실시 예에 따라, 복수의 중계국들(200A-1 ~ 200A-4) 각각은 지상에 고정된 위치에 배치된 지상 기준국로 구성될 수 있다.Depending on the embodiment, each of the plurality of relay stations 200A-1 to 200A-4 may be configured as a ground reference station disposed at a fixed position on the ground.

중심국(300)은 복수의 중계국들(200A-1 ~ 200A-4) 각각에 의하여 전송된 시간정보와 타겟 무인항공기(100)에 의해 송출되어 복수의 중계국들(200A-1 ~ 200A-4) 각각에 의하여 중계된 항공기 감시 신호를 수신할 수 있다. 중심국(300)은 판단된 복수의 중계국들(200A-1 ~ 200-4)의 위치, 수신된 시간정보와 타겟 무인항공기(100)의 항공기 감시 신호를 이용하여 타겟 무인항공기(100)에 대한 외부공격 여부와 외부공격의 타입을 판단할 수 있다.The central station 300 is transmitted by the target unmanned aerial vehicle 100 and time information transmitted by each of the plurality of relay stations 200A-1 to 200A-4 to each of the plurality of relay stations 200A-1 to 200A-4. It can receive the aircraft monitoring signal relayed by. The central station 300 uses the determined location of the plurality of relay stations 200A-1 to 200-4, the received time information, and the aircraft monitoring signal of the target unmanned aerial vehicle 100 to externally to the target unmanned aerial vehicle 100. It is possible to determine whether an attack exists and the type of external attack.

중심국(300)의 세부 구조와, 타겟 무인항공기(100)에 대한 외부공격 여부판단 및 외부공격의 타입판단의 상세 과정에 대해서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 후술하도록 한다.The detailed structure of the central station 300 and a detailed process of determining whether an external attack to the target unmanned aerial vehicle 100 and the type of external attack is determined will be described later with reference to FIGS. 3 to 6.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무인항공기 상태 판단 시스템의 개념도이다.2 is a conceptual diagram of a system for determining a state of an unmanned aerial vehicle according to another embodiment of the present invention.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도 2의 무인항공기 상태 판단 시스템(10')에서는 도 1의 무인항공기 상태 판단 시스템(10)의 복수의 중계국들(200A-1 ~ 200A-4)이 복수의 중계국들(200B-1 ~ 200B-4)로 대체될 수 있다.1 and 2, in the unmanned aerial vehicle state determination system 10 ′ of FIG. 2 according to another embodiment of the present invention, a plurality of relay stations 200A-1 of the unmanned aerial vehicle state determination system 10 of FIG. 1 ~ 200A-4) may be replaced by a plurality of relay stations 200B-1 to 200B-4.

복수의 중계국들(200B-1 ~ 200B-4) 각각은 타겟 무인항공기(100)와 통신 가능한 거리에 위치한 무인 항공기로 구성될 수 있다.Each of the plurality of relay stations 200B-1 to 200B-4 may be configured as an unmanned aerial vehicle located at a distance capable of communicating with the target unmanned aerial vehicle 100.

이 경우, 복수의 중계국들(200B-1 ~ 200B-4) 각각은 계속하여 이동하기 때문에 변하는 위치 값을 가지며, 도 2의 무인항공기 상태 판단 시스템(10')에서는 중심국(300)이 복수의 중계국들(200B-1 ~ 200B-4) 각각의 위치를 판단하기 위한 과정이 추가될 수 있다.In this case, since each of the plurality of relay stations 200B-1 to 200B-4 continues to move, each of the plurality of relay stations 200B-1 to 200B-4 has a variable position value, and in the unmanned aerial vehicle state determination system 10' of FIG. 2, the central station 300 is a plurality of relay stations. A process for determining the location of each of the fields 200B-1 to 200B-4 may be added.

실시 예에 따라, 복수의 중계국들(200B-1 ~ 200B-4)은 타겟 무인항공기(100)에 의해 송출된 항공기 감시 신호와 함께 복수의 중계국들(200B-1 ~ 200B-4) 자체의 항공기 감시 신호(예컨대, ADS-B) 또는 위치정보를 중심국(300)으로 전송할 수 있다.Depending on the embodiment, the plurality of relay stations 200B-1 to 200B-4 are the aircraft of the plurality of relay stations 200B-1 to 200B-4 along with the aircraft monitoring signal transmitted by the target unmanned aerial vehicle 100 A monitoring signal (eg, ADS-B) or location information may be transmitted to the central station 300.

실시 예에 따라, 중심국(300)은 복수의 중계국들(200B-1 ~ 200B-4) 자체의 항공기 감시 신호 또는 위치정보에 기초하여 복수의 중계국들(200B-1~200B-4)의 위치를 판단할 수 있다. 예컨대, 중심국(300)이 복수의 중계국들(200B-1 ~ 200B-4)로부터 복수의 중계국들(200A-1 ~ 200A-4) 자체의 항공기 감시 신호를 수신하는 경우, 중심국(300)은 항공기 감시 신호에 포함된 위치정보(예컨대, GPS(Global Positioning System) 정보)에 기초하여 복수의 중계국들(200B-1 ~ 200B-4) 각각의 위치를 판단할 수 있다. 예컨대, 복수의 중계국들(200B-1 ~ 200B-4) 각각으로부터 송출된 복수의 중계국들(200B-1 ~ 200B-4) 자체의 항공기 감시 신호가 지상의 기준국들(미도시)에 의해 중계되어 중심국(300)으로 전달되는 경우, 중심국(300)은 전달된 복수의 중계국들(200B-1 ~ 200B-4) 자체의 항공기 감시 신호가 지상의 기준국들(미도시) 각각에 의해 수신된 시간정보를 이용하여 TDOA(Time Difference of Arrival) 방법을 이용하여 복수의 중계국들(200B-1 ~ 200B-4) 각각의 위치를 판단할 수 있다.According to an embodiment, the central station 300 determines the location of the plurality of relay stations 200B-1 to 200B-4 based on the aircraft monitoring signal or location information of the plurality of relay stations 200B-1 to 200B-4. I can judge. For example, when the central station 300 receives an aircraft monitoring signal of the plurality of relay stations 200A-1 to 200A-4 from the plurality of relay stations 200B-1 to 200B-4, the central station 300 is Positions of each of the plurality of relay stations 200B-1 to 200B-4 may be determined based on location information (eg, Global Positioning System (GPS) information) included in the monitoring signal. For example, the aircraft monitoring signals of the plurality of relay stations 200B-1 to 200B-4 transmitted from each of the plurality of relay stations 200B-1 to 200B-4 are relayed by reference stations (not shown) on the ground. When it is transmitted to the central station 300, the central station 300 receives the aircraft monitoring signal of the transmitted plurality of relay stations 200B-1 to 200B-4 by each of the ground reference stations (not shown). The location of each of the plurality of relay stations 200B-1 to 200B-4 may be determined using a time difference of arrival (TDOA) method using time information.

도 3은 도 1과 도 2에 도시된 중심국의 일 실시 예에 따른 블록도이다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무인항공기 상태 판단 방법의 플로우차트이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무인항공기 상태 판단 시스템에서 사용되는 항공기 감시 신호의 일 예시이다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 무인항공기의 상태 판단 과정을 설명하기 위한 도면이다.3 is a block diagram of the central station shown in FIGS. 1 and 2 according to an embodiment. 4 is a flowchart of a method for determining the state of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention. 5 is an example of an aircraft monitoring signal used in the unmanned aerial vehicle status determination system according to an embodiment of the present invention. 6 is a diagram illustrating a process of determining a state of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 중심국(300)은 타겟 무인항공기(100)로부터 송출되어 복수의 중계국들(200A-1~200A-4 또는 200B-1~200B-4) 각각을 통하여 중계된 항공기 감시 신호를 수신할 수 있다(S401).1 to 4, the central station 300 is an aircraft transmitted from the target unmanned aerial vehicle 100 and relayed through each of a plurality of relay stations 200A-1 to 200A-4 or 200B-1 to 200B-4. A monitoring signal can be received (S401).

중심국(300)의 제1예상위치 판단모듈(310)은 복수의 중계국들(200A-1~200A-4 또는 200B-1~200B-4) 각각의 위치와 타겟 무인항공기(100)의 항공기 감시 신호가 복수의 중계국들(200A-1~200A-4 또는 200B-1~200B-4) 각각에서 수신된 시간정보를 이용하여 타겟 무인항공기(100)의 제1예상위치를 판단할 수 있다(S402).The first predicted position determination module 310 of the central station 300 is the position of each of the plurality of relay stations 200A-1 to 200A-4 or 200B-1 to 200B-4 and an aircraft monitoring signal of the target unmanned aerial vehicle 100 A may determine the first predicted position of the target unmanned aerial vehicle 100 using time information received from each of the plurality of relay stations 200A-1 to 200A-4 or 200B-1 to 200B-4 (S402). .

실시 예에 따라, 제1예상위치 판단모듈(310)은 TDOA 방법을 통하여 타겟 무인항공기(100)의 제1예상위치를 판단할 수 있다. 이 경우, 복수의 중계국들(200A-1~200A-4 또는 200B-1~200B-4) 각각의 서로 다른 위치와 서로 다른 위치에서 타겟 무인항공기(100)의 항공기 감시 신호가 수신된 시간차이를 이용하여 타겟 무인항공기(100)의 제1예상위치를 판단할 수 있다.According to an embodiment, the first predicted position determination module 310 may determine the first predicted position of the target unmanned aerial vehicle 100 through the TDOA method. In this case, the time difference in which the aircraft monitoring signal of the target unmanned aerial vehicle 100 is received at different locations and at different locations of the plurality of relay stations 200A-1 to 200A-4 or 200B-1 to 200B-4 Using this, the first predicted position of the target unmanned aerial vehicle 100 may be determined.

중심국(300)의 제2예상위치 판단모듈(320)은 타겟 무인항공기(100)의 항공기 감시 신호에 포함된 위치 정보를 이용하여, 타겟 무인항공기(100)의 제2예상위치를 판단할 수 있다(S403).The second predicted position determination module 320 of the central station 300 may determine the second predicted position of the target unmanned aerial vehicle 100 by using the location information included in the aircraft monitoring signal of the target unmanned aerial vehicle 100. (S403).

실시 예에 따라, 제2예상위치 판단모듈(320)은 타겟 무인항공기(100)의 항공기 감시 신호가 ADS-B 신호인 경우, ADS-B 신호에 포함된 위치 정보, 예컨대 GPS 데이터를 이용하여 타겟 무인항공기(100)의 제2예상위치를 판단할 수 있다.According to an embodiment, when the aircraft monitoring signal of the target unmanned aerial vehicle 100 is an ADS-B signal, the second predicted position determination module 320 uses the location information included in the ADS-B signal, for example, GPS data. The second expected position of the unmanned aerial vehicle 100 may be determined.

도 5를 함께 참조하면, ADS-B 신호는 프리앰블(preamble) 필드, 다운링크 포맷(downlink format) 필드, 캐퍼빌리티(capability) 필드, 에어크래프트 어드레스(aircraft address) 필드, ADS-B 데이터 필드, 및 패리티 체크(parity check) 필드를 포함할 수 있다.5, the ADS-B signal includes a preamble field, a downlink format field, a capability field, an aircraft address field, an ADS-B data field, and It may include a parity check field.

프리앰블 필드는 메시지 송신의 시작을 표시하는 데이터로, 비트 위치를 결정하기 위해 설정하는 필드이다.The preamble field is data indicating the start of message transmission, and is a field set to determine a bit position.

다운링크 포맷 필드는 ADS-B 신호의 메시지 타입을 나타내는 데이터를 포함하는 필드이다.The downlink format field is a field including data indicating the message type of the ADS-B signal.

캐퍼빌리티 필드는 국제 민간 항공 기구(International Civil Aviation Organization(ICAO))가 정의한 항공기의 ID를 나타내는 데이터를 포함하는 필드이다.The capability field is a field that includes data indicating the ID of an aircraft defined by the International Civil Aviation Organization (ICAO).

에어크래프트 어드레스 필드는 지상국, 중심국과 항공기 정보 교환을 위한 데이터를 포함하는 필드이다.The aircraft address field is a field containing data for exchanging aircraft information with the ground station and the central station.

ADS-B 데이터 필드는 항공기의 감시 정보를 나타내는 데이터를 포함하는 필드이다.The ADS-B data field is a field containing data representing surveillance information of an aircraft.

패리티 체크 필드는 송신 데이터의 오류 검출을 위한 데이터를 포함하는 필드이다.The parity check field is a field including data for error detection of transmission data.

ADS-B 데이터 필드에는 항공기의 ID 정보(Flight Identification), 항공기의 위도 정보(latitude), 경도(longitude), GPS 정보(GPS position), 고도(altitude), 수직 속도(vertical rate), 속도(velocity), 긴급 지시자(emergency code), 및 SPI(Special Position Identification) 지시자를 포함할 수 있다.The ADS-B data field includes aircraft ID information (Flight Identification), aircraft latitude, longitude, GPS position, altitude, vertical rate, and velocity. ), an emergency code, and a Special Position Identification (SPI) indicator.

실시 예에 따라, 제2예상위치 판단모듈(320)의 제2예상위치의 판단에 사용되는 정보는 ADS-B 데이터 필드의 GPS 정보(GPS position)일 수 있다.According to an embodiment, the information used to determine the second predicted position of the second predicted position determination module 320 may be GPS information of the ADS-B data field.

도 4로 돌아와서, 중심국(300)의 외부공격 판단모듈(330)에 포함된 외부공격 유무 판단모듈(332)은 제1예상위치 판단모듈(310)에 의해 판단된 제1예상위치와 제2예상위치 판단모듈(320)에 의해 판단된 제2예상위치의 차이가 기준값을 초과하는지 여부에 따라 타겟 무인항공기(100)에 대한 외부공격 여부를 판단할 수 있다(S404).Returning to FIG. 4, the external attack determination module 332 included in the external attack determination module 330 of the central station 300 is the first and second estimated positions determined by the first estimated position determination module 310. It may be determined whether an external attack on the target unmanned aerial vehicle 100 is based on whether the difference between the second predicted position determined by the position determination module 320 exceeds a reference value (S404).

실시 예에 따라, 외부공격 유무 판단모듈(332)은 제1예상위치와 제2예상위치의 차이가 기준값을 초과하는 경우에는 타겟 무인항공기(100)에 외부공격이 존재하는 것으로 판단하고, 제1예상위치와 제2예상위치의 차이가 기준값을 초과하지 않는 경우에는 타겟 무인항공기(100)에 외부공격이 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.According to an embodiment, the external attack determination module 332 determines that an external attack exists in the target unmanned aerial vehicle 100 when the difference between the first predicted position and the second predicted position exceeds the reference value, and the first When the difference between the predicted position and the second predicted position does not exceed the reference value, it may be determined that there is no external attack on the target unmanned aerial vehicle 100.

도 6(a)를 함께 참조하면, 도 6(a)에서는 제1예상위치의 궤적(P1, P2, P3, P4)과 제2예상위치의 궤적(P1', P2', P3', P4')이 함께 도시되어 있다.Referring to FIG. 6(a) together, in FIG. 6(a), the trajectories P1, P2, P3, P4 of the first predicted position and the trajectories P1', P2', P3', P4' of the second predicted position. ) Is shown together.

실시 예에 따라, 외부공격 유무 판단모듈(332)은 기준 개수의 제1예상위치의 궤적(P1, P2, P3, P4)과 기준 개수의 제2예상위치의 궤적(P1', P2', P3', P4')의 차이(d1, d2, d3, d4) 각각이 기준값을 초과하는지 여부에 따라 외부공격이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.According to an embodiment, the external attack determination module 332 includes trajectories P1, P2, P3, and P4 of the first predicted position of the reference number and trajectories P1', P2', and P3 of the second predicted position of the reference number. It can be determined that an external attack exists according to whether each of the differences (d1, d2, d3, d4) of', P4') exceeds the reference value.

다른 실시 예에 따라, 외부공격 유무 판단모듈(332)은 기준 개수의 제1예상위치의 궤적(P1, P2, P3, P4)과 기준 개수의 제2예상위치의 궤적(P1', P2', P3', P4')의 차이(d1, d2, d3, d4)의 평균값이 기준값을 초과하는지 여부에 따라 외부공격이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.According to another embodiment, the external attack determination module 332 includes trajectories P1, P2, P3, and P4 of the first predicted position of the reference number and trajectories P1', P2' of the second predicted position of the reference number, It can be determined that an external attack exists according to whether the average value of the difference (d1, d2, d3, d4) between P3' and P4' exceeds the reference value.

실시 예에 따라, 외부공격 유무 판단모듈(332)은 제1예상위치와 제2예상위치의 차이가 기준값을 초과하는지 여부 및 제1예상위치의 이동속도와 항공기 감시 신호에 포함된 속도 값(예컨대, 도 5의 ADS-B 데이터 필드의 속도(velocity))의 차이가 기준값을 초과하는지 여부에 기초하여 타겟 무인항공기(100)에 대한 외부 공격 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 외부공격 유무 판단모듈(332)은 제1예상위치와 제2예상위치의 차이가 제1기준값을 초과하고, 제1예상위치의 이동속도와 항공기 감시 신호에 포함된 속도 값(예컨대, 도 5의 ADS-B 데이터 필드의 속도(velocity))의 차이가 제2기준값을 초과하는 경우에 타겟 무인항공기(100)에 대한 외부 공격이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.According to an embodiment, the external attack determination module 332 determines whether the difference between the first predicted position and the second predicted position exceeds a reference value, and the moving speed of the first predicted position and a speed value included in the aircraft monitoring signal (for example, , Based on whether a difference in velocity of the ADS-B data field of FIG. 5 exceeds a reference value, it may be determined whether an external attack on the target unmanned aerial vehicle 100 is performed. For example, the external attack determination module 332 includes the difference between the first predicted position and the second predicted position exceeding the first reference value, and the moving speed of the first predicted position and the speed value included in the aircraft monitoring signal (eg, FIG. When the difference in the velocity of the ADS-B data field of 5 exceeds the second reference value, it may be determined that an external attack on the target unmanned aerial vehicle 100 exists.

도 4로 돌아와서, 중심국(300)의 외부공격 판단모듈(330)에 포함된 외부공격 타입 판단모듈(334)은 S604 단계에서 외부공격이 존재하는 것으로 판단된 경우 외부공격의 타입을 판단할 수 있다(S405).Returning to FIG. 4, the external attack type determination module 334 included in the external attack determination module 330 of the central station 300 may determine the type of external attack when it is determined that an external attack exists in step S604. (S405).

실시 예에 따라, 외부공격 타입 판단모듈(334)은 제2예상위치 판단모듈(320)에 의해 판단된 제2예상위치의 이동패턴에 기초하여 외부공격의 타입을 판단할 수 있다.According to an embodiment, the external attack type determination module 334 may determine the type of external attack based on the movement pattern of the second predicted position determined by the second predicted position determination module 320.

도 6(b)를 함께 참조하면, 도 6(b)는 제1예상위치의 궤적(P1, P2, P3, P4)과 제2예상위치의 궤적(P1', P2', P3, P4') 중에서 제2예상위치의 궤적(P1', P2', P3, P4')만을 나타낸 도면이며, 제2예상위치의 궤적(P1', P2', P3', P4')에 따른 이동패턴(m1, m2, m3)를 함께 도시하였다.Referring to FIG. 6(b) together, FIG. 6(b) shows the trajectories of the first predicted position (P1, P2, P3, P4) and the trajectories of the second predicted position (P1', P2', P3, P4'). It is a diagram showing only the trajectories of the second predicted position (P1', P2', P3, P4'), and the movement pattern (m1, P2', P3', P4') according to the trajectories of the second predicted position m2, m3) are shown together.

실시 예에 따라, 외부공격 타입 판단모듈(334)은 제2예상위치의 이동방향의 변화율이 기준값을 초과하는지 여부에 따라 외부공격의 타입을 판단할 수 있다. According to an embodiment, the external attack type determination module 334 may determine the type of external attack according to whether the rate of change in the moving direction of the second expected position exceeds a reference value.

예컨대, 제2예상위치의 이동"?향?* 변화율은 도 6(b)에서 제1이동패턴(m1)의 이동방향과 제2이동패턴(m2)의 이동방향이 이루는 각도(θ1)와 제2이동패턴(m2)의 이동방향과 제3이동패턴(m3)의 이동방향이 이루는 각도(θ2) 각각 또는 이들(θ1, θ2)의 평균 값을 이용하여 결정할 수 있다.For example, the rate of change "? direction?" of the second expected position is the angle θ1 formed by the moving direction of the first moving pattern m1 and the moving direction of the second moving pattern m2 in FIG. 6(b). The angle θ2 formed by the moving direction of the second moving pattern m2 and the moving direction of the third moving pattern m3 or the average value of these may be determined.

실시 예에 따라, 외부공격 타입 판단모듈(334)은 제2예상위치의 이동방향의 변화율이 기준값을 초과하는 경우에는 외부공격의 타입을 재밍(jamming) 공격으로 판단하고, 제2예상위치의 이동방향의 변화율이 기준값을 초과하지 않는 경우에는 외부공격의 타입을 스푸핑(spoofing) 공격으로 판단할 수 있다.According to an embodiment, the external attack type determination module 334 determines the type of external attack as a jamming attack when the rate of change in the moving direction of the second predicted position exceeds the reference value, and moves the second predicted position. If the rate of change in direction does not exceed the reference value, the type of external attack can be determined as a spoofing attack.

다른 실시 예에 따라, 외부공격 타입 판단모듈(334)은 제1예상위치 판단모듈(310)에 의해 판단된 제1예상위치가 특정 구역에 반복적으로 포함되는 경우 외부공격의 타입을 재밍 공격으로 판단할 수 있다. 예컨대, 특정 구역은 사용자에 의해 미리 설정되거나, 정해진 시간 내에서 제1예상위치의 이동 반경에 기초하여 동적으로 설정될 수도 있다.According to another embodiment, the external attack type determination module 334 determines the type of external attack as a jamming attack when the first predicted position determined by the first predicted position determination module 310 is repeatedly included in a specific area. can do. For example, the specific area may be set in advance by the user or may be dynamically set based on the moving radius of the first predicted position within a predetermined time.

도 4로 돌아와서, 중심국(300)의 무인항공기 상태판단 모듈(340)은 타겟 무인항공기(100)의 상태를 추가적으로 판단할 수 있다(S406).Returning to FIG. 4, the unmanned aerial vehicle state determination module 340 of the central station 300 may additionally determine the state of the target unmanned aerial vehicle 100 (S406).

실시 예에 따라, 무인항공기 상태판단 모듈(340)은 S604 단계에서 외부공격이 존재하지 않는 것으로 판단된 경우 타겟 무인항공기(100)의 상태를 추가적으로 판단할 수 있다.According to an embodiment, the unmanned aerial vehicle state determination module 340 may additionally determine the state of the target unmanned aerial vehicle 100 when it is determined that no external attack exists in step S604.

예컨대, 무인항공기 상태판단 모듈(340)은 타겟 무인항공기(100)의 항공기 감시 신호에 포함된 속도 정보(예컨대, 도 5의 ADS-B 데이터 필드의 속도정보(velocity)에 기초하여 타겟 무인항공기(100)가 추락상태인지 여부를 판단할 수 있다. 무인항공기 상태판단 모듈(340)은 속도 정보에 따라 속도가 0인 경우에 타겟 무인항공기(100)를 추락상태로 판단할 수 있다.For example, the unmanned aerial vehicle status determination module 340 is based on speed information included in the aircraft monitoring signal of the target unmanned aerial vehicle 100 (e.g., based on the velocity information of the ADS-B data field in FIG. 5 ), the target unmanned aerial vehicle ( It may be determined whether or not 100) is in a fall state. The unmanned aerial vehicle state determination module 340 may determine the target unmanned aerial vehicle 100 as a fall state when the speed is 0 according to the speed information.

예컨대, 무인항공기 상태판단 모듈(340)은 타겟 무인항공기(100)의 항공기 감시 신호에 포함된 ID 정보(예컨대, 도 5의 ADS-B 데이터 필드의 Flight Identification)에 기초하여 타겟 무인항공기(100)가 미인증 무인항공기인지 여부를 판단할 수 있다. 실시 예에 따라, 무인항공기 상태판단 모듈(340)은 타겟 무인항공기(100)가 추락상태가 아니라고 판단된 경우에, 타겟 무인항공기(100)가 미인증 무인항공기인지 여부를 판단할 수도 있다.For example, the unmanned aerial vehicle status determination module 340 may provide the target unmanned aerial vehicle 100 based on the ID information included in the aircraft monitoring signal of the target unmanned aerial vehicle 100 (e.g., Flight Identification in the ADS-B data field of FIG. 5). It can be determined whether is an uncertified unmanned aerial vehicle. According to an embodiment, the unmanned aerial vehicle state determination module 340 may determine whether the target unmanned aerial vehicle 100 is an unauthenticated unmanned aerial vehicle when it is determined that the target unmanned aerial vehicle 100 is not in a crashed state.

무인항공기 제어신호 생성모듈(350)은 외부공격 판단모듈(330)의 판단결과와 무인항공기 상태판단 모듈(340)의 판단결과 중의 적어도 어느 하나를 이용하여 타겟 무인항공기(100)를 제어하기 위한 제어신호를 생성 및 전송할 수 있다.The unmanned aerial vehicle control signal generation module 350 is a control for controlling the target unmanned aerial vehicle 100 using at least one of the determination result of the external attack determination module 330 and the determination result of the unmanned aerial vehicle state determination module 340 It can generate and transmit signals.

실시 예에 따라, 타겟 무인항공기(100)가 외부공격을 받고 있는 것으로 판단된 경우, 무인항공기 제어신호 생성모듈(350)은 타겟 무인항공기(100) 측으로 응급신호 또는 알림신호가 포함된 제어신호를 생성하여 전송할 수 있다.According to an embodiment, when it is determined that the target unmanned aerial vehicle 100 is being attacked by an external attack, the unmanned aerial vehicle control signal generation module 350 transmits a control signal including an emergency signal or a notification signal to the target unmanned aerial vehicle 100. It can be created and transmitted.

실시 예에 따라, 타겟 무인항공기(100)가 재밍 공격을 받고 있는 것으로 판단된 경우, 무인항공기 제어신호 생성모듈(350)은 타겟 무인항공기(100)의 GPS 정보를 교체하기 위한 제어신호를 생성하여 전송할 수 있다.According to an embodiment, when it is determined that the target unmanned aerial vehicle 100 is under a jamming attack, the unmanned aerial vehicle control signal generation module 350 generates a control signal for replacing GPS information of the target unmanned aerial vehicle 100 Can be transmitted.

다른 실시 예에 따라, 타겟 항공기(100)가 스푸핑 공격을 받고 있는 것으로 판단된 경우, 무인항공기 제어신호 생성모듈(350)은 타겟 무인항공기(100)의 이동을 일시적으로 중단시키고, 타겟 무인항공기(100)의 GPS 정보를 교체하기 위한 제어신호를 생성하여 전송할 수 있다.According to another embodiment, when it is determined that the target aircraft 100 is under a spoofing attack, the unmanned aerial vehicle control signal generation module 350 temporarily stops the movement of the target unmanned aerial vehicle 100, and the target unmanned aerial vehicle ( 100) can be transmitted by generating a control signal for replacing the GPS information.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.Above, although the present invention has been described in detail with reference to a preferred embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and changes by those of ordinary skill in the art within the spirit and scope of the present invention This is possible.

10 : 무인항공기 상태 판단 시스템
100 : 타겟 무인항공기
200A-1~200A-4, 200B-1~200B-4 : 중계국
300 : 중심국10: UAV status determination system
100: target unmanned aerial vehicle
200A-1~200A-4, 200B-1~200B-4: Relay station
300: central station

Claims (15)

중심국이, 타겟 무인항공기로부터 송출되어 복수의 중계국들 각각을 통하여 전달된 항공기 감시 신호를 수신하는 단계;
상기 중심국이, 상기 복수의 중계국들 각각의 위치와 상기 항공기 감시 신호가 상기 복수의 중계국들 각각에서 수신된 시간정보를 이용하여 상기 타겟 무인항공기의 제1예상위치를 판단하는 단계;
상기 중심국이, 상기 항공기 감시 신호에 포함된 위치 정보를 이용하여 상기 타겟 무인항공기의 제2예상위치를 판단하는 단계;
상기 중심국이, 상기 제1예상위치와 상기 제2예상위치의 차이가 기준값을 초과하는지 여부에 따라 상기 타겟 무인항공기에 대한 외부공격 여부를 판단하는 단계; 및
상기 중심국이, 상기 제2예상위치의 이동패턴에 기초하여, 이동방향의 변화율이 기준값을 초과하는지 여부에 따라 외부공격의 타입을 판단하는 단계를 포함하는, 무인항공기의 상태 판단 방법.
Receiving, by the central station, an aircraft monitoring signal transmitted from the target unmanned aerial vehicle and transmitted through each of the plurality of relay stations;
Determining, by the central station, a first predicted position of the target unmanned aerial vehicle using the location of each of the plurality of relay stations and time information of the aircraft monitoring signal received from each of the plurality of relay stations;
Determining, by the central station, a second predicted position of the target unmanned aerial vehicle using the location information included in the aircraft monitoring signal;
Determining, by the central station, whether an external attack on the target unmanned aerial vehicle is based on whether a difference between the first and second predicted positions exceeds a reference value; And
And determining, by the central station, a type of an external attack based on the movement pattern of the second expected position according to whether a rate of change in the movement direction exceeds a reference value.
 제1항에 있어서,
상기 항공기 감시 신호는,
ADS-B(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) 신호인, 무인항공기의 상태 판단 방법.
The method of claim 1,
The aircraft monitoring signal,
ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) signal, a method of determining the state of an unmanned aerial vehicle.
 제1항에 있어서,
상기 제1예상위치를 판단하는 단계는,
상기 중심국이, 상기 복수의 중계국들 각각의 위치와 상기 항공기 감시 신호가 상기 복수의 중계국들 각각에서 수신된 시간정보를 이용하여, TDOA(Time Difference of Arrival) 방법으로 상기 제1예상위치를 판단하는, 무인항공기의 상태 판단 방법.
The method of claim 1,
The step of determining the first expected location,
The central station determines the first predicted position by a Time Difference of Arrival (TDOA) method using the location of each of the plurality of relay stations and the time information of the aircraft monitoring signal received from each of the plurality of relay stations. , How to determine the status of the unmanned aerial vehicle.
 제1항에 있어서,
상기 복수의 중계국들 각각은 지상 기준국으로 구성되는, 무인항공기의 상태 판단 방법.
The method of claim 1,
Each of the plurality of relay stations is configured as a ground reference station, the method of determining the state of the unmanned aerial vehicle.
 제1항에 있어서,
상기 복수의 중계국들 각각은 무인항공기로 구성되는, 무인항공기의 상태 판단 방법.
The method of claim 1,
Each of the plurality of relay stations is composed of an unmanned aerial vehicle, the method of determining the state of the unmanned aerial vehicle.
 제1항에 있어서,
상기 항공기 감시 신호에 포함된 위치 정보는,
상기 항공기 감시 신호에 포함된 GPS(Global Positioning System) 데이터인, 무인항공기의 상태 판단 방법.
The method of claim 1,
The location information included in the aircraft monitoring signal,
GPS (Global Positioning System) data included in the aircraft monitoring signal, a method for determining the state of the unmanned aerial vehicle.
 제1항에 있어서,
상기 외부공격의 타입을 판단하는 단계는,
상기 제2예상위치의 이동패턴에 기초하여, 상기 제2예상위치의 이동방향의 변화율이 기준값을 초과하는지 여부에 따라 상기 외부공격의 타입을 판단하는, 무인항공기의 상태 판단 방법.
The method of claim 1,
The step of determining the type of external attack,
A method of determining a state of an unmanned aerial vehicle, wherein the type of the external attack is determined according to whether a rate of change in the moving direction of the second expected position exceeds a reference value based on the movement pattern of the second expected position.
 제7항에 있어서,
상기 외부공격의 타입은,
재밍(jamming) 공격 및 스푸핑(spoofing) 공격을 포함하는, 무인항공기의 상태 판단 방법.
The method of claim 7,
The type of external attack is,
A method for determining the state of an unmanned aerial vehicle, including a jamming attack and a spoofing attack.
 제8항에 있어서,
상기 외부공격의 타입을 판단하는 단계는,
상기 제2예상위치의 이동방향의 변화율이 상기 기준값을 초과하는 경우에 상기 타겟 무인항공기가 받고 있는 상기 외부공격의 타입을 상기 재밍 공격으로 판단하고,
상기 제2예상위치의 이동방향의 변화율이 상기 기준값을 초과하지 않는 경우에 상기 타겟 무인항공기가 받고 있는 상기 외부공격의 타입을 상기 스푸핑 공격으로 판단하는, 무인항공기의 상태 판단 방법.
The method of claim 8,
The step of determining the type of external attack,
When the rate of change in the moving direction of the second expected position exceeds the reference value, the type of the external attack received by the target unmanned aerial vehicle is determined as the jamming attack,
The method of determining a state of an unmanned aerial vehicle by determining a type of the external attack received by the target unmanned aerial vehicle as the spoofing attack when the rate of change in the moving direction of the second expected location does not exceed the reference value.
 제8항에 있어서,
상기 외부공격의 타입을 판단하는 단계는,
상기 제1예상위치의 이동패턴에 기초하여, 상기 제1예상위치가 특정구역에 반복적으로 포함되는 경우 상기 외부공격의 타입을 상기 재밍 공격으로 판단하는, 무인항공기의 상태 판단 방법.
The method of claim 8,
The step of determining the type of external attack,
Based on the movement pattern of the first predicted position, when the first predicted position is repeatedly included in a specific area, the type of the external attack is determined as the jamming attack.
 제1항에 있어서,
상기 무인항공기의 상태 판단 방법은,
상기 외부공격이 없다고 판단되는 경우, 상기 항공기 감시 신호에 포함된 속도 정보에 기초하여 상기 타겟 무인항공기가 추락상태인지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는, 무인항공기의 상태 판단 방법.
The method of claim 1,
The method for determining the state of the unmanned aerial vehicle,
When it is determined that there is no external attack, determining whether the target unmanned aerial vehicle is in a crashed state based on speed information included in the aircraft monitoring signal.
 제11항에 있어서,
상기 타겟 무인항공기가 추락상태가 아닌 경우, 상기 항공기 감시 신호에 포함된 ID 정보에 기초하여 상기 타겟 무인항공기가 미인증 무인항공기인지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는, 무인항공기의 상태 판단 방법.
The method of claim 11,
If the target unmanned aerial vehicle is not in a fall state, determining whether the target unmanned aerial vehicle is an unauthenticated unmanned aerial vehicle based on ID information included in the aircraft monitoring signal.
 제1항에 있어서,
상기 타겟 무인항공기에 대한 외부공격 여부를 판단하는 단계는,
상기 제1예상위치와 상기 제2예상위치의 차이가 기준값을 초과하는지 여부 및 상기 제1예상위치의 이동속도와 상기 항공기 감시 신호에 포함된 속도값의 차이가 기준값을 초과하는지 여부에 기초하여, 상기 타겟 무인항공기에 대한 외부공격 여부를 판단하는, 무인항공기의 상태 판단 방법.
The method of claim 1,
The step of determining whether an external attack on the target unmanned aerial vehicle is performed,
Based on whether the difference between the first predicted position and the second predicted position exceeds a reference value, and whether the difference between the moving speed of the first predicted position and the speed value included in the aircraft monitoring signal exceeds the reference value, A method for determining a state of an unmanned aerial vehicle for determining whether an external attack is performed on the target unmanned aerial vehicle.
 타겟 무인항공기로부터 송출되어 복수의 중계국들 각각을 통하여 전달된 항공기 감시 신호를 수신하고, 상기 복수의 중계국들 각각의 위치와 상기 항공기 감시 신호가 상기 복수의 중계국들 각각에서 수신된 시간정보를 이용하여 상기 타겟 무인항공기의 제1예상위치를 판단하는 제1예상위치 판단모듈;
상기 항공기 감시 신호에 포함된 위치 정보를 이용하여 상기 타겟 무인항공기의 제2예상위치를 판단하는 제2예상위치 판단모듈; 및
상기 제1예상위치와 상기 제2예상위치의 차이가 기준값을 초과하는지 여부에 따라 상기 타겟 무인항공기에 대한 외부공격 여부를 판단하고, 상기 제2예상위치의 이동패턴에 기초하여, 이동방향의 변화율이 기준값을 초과하는지 여부에 따라 외부공격의 타입을 판단하는 외부공격 판단모듈을 포함하는, 무인항공기의 상태 판단 장치.
Receives an aircraft monitoring signal transmitted from the target unmanned aerial vehicle and transmitted through each of a plurality of relay stations, and the location of each of the plurality of relay stations and the aircraft monitoring signal are used using time information received from each of the plurality of relay stations. A first predicted position determination module for determining a first predicted position of the target unmanned aerial vehicle;
A second predicted position determination module for determining a second predicted position of the target unmanned aerial vehicle by using position information included in the aircraft monitoring signal; And
Determine whether an external attack to the target unmanned aerial vehicle is based on whether the difference between the first and second predicted positions exceeds a reference value, and a rate of change in the moving direction based on the movement pattern of the second predicted position An apparatus for determining a state of an unmanned aerial vehicle, comprising an external attack determination module that determines a type of an external attack according to whether the reference value is exceeded.
 타겟 무인항공기;
상기 타겟 무인항공기로부터 송출된 항공기 감시 신호를 수신하고, 수신된 항공기 감시 신호를 중계하는 복수의 중계국들; 및
상기 복수의 중계국들 각각의 위치와 상기 항공기 감시 신호가 상기 복수의 중계국들 각각에서 수신된 시간정보를 이용하여 상기 타겟 무인항공기의 제1예상위치를 판단하고, 상기 항공기 감시 신호에 포함된 위치 정보를 이용하여 상기 타겟 무인항공기의 제2예상위치를 판단하며, 상기 제1예상위치와 상기 제2예상위치의 차이가 기준값을 초과하는지 여부에 따라 상기 타겟 무인항공기에 대한 외부공격 여부를 판단하고, 상기 제2예상위치의 이동패턴에 기초하여, 이동방향의 변화율이 기준값을 초과하는지 여부에 따라 외부공격의 타입을 판단하는 중심국을 포함하는, 무인항공기의 상태 판단 시스템.Target unmanned aerial vehicle;
A plurality of relay stations receiving an aircraft monitoring signal transmitted from the target unmanned aerial vehicle and relaying the received aircraft monitoring signal; And
The position of each of the plurality of relay stations and the time information of the aircraft monitoring signal received from each of the plurality of relay stations are used to determine the first predicted position of the target unmanned aerial vehicle, and location information included in the aircraft monitoring signal To determine the second predicted position of the target unmanned aerial vehicle, and determine whether an external attack against the target unmanned aerial vehicle is based on whether the difference between the first and second predicted positions exceeds a reference value, And a central station for determining a type of external attack based on the movement pattern of the second predicted position according to whether a rate of change in the movement direction exceeds a reference value.
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