KR102290533B1 - 불법 비행 감지 및 대응을 위한 rtk-gps 연동 시스템 및 그 방법 - Google Patents

불법 비행 감지 및 대응을 위한 rtk-gps 연동 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 RTK-GPS(Real Time Kinematic-GPS)를 시스템에 탑재하여 무인기의 정확한 비행 정보를 실시간으로 획득하여 레이다의 상대적인 표적 추적 정확도 개선으로 불법, 위법 또는 악용된 무인기의 정밀 추적 및 대응이 가능하도록 한 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 상기 시스템은, 불법 무인기를 추적/탐지하여 해당 불법 무인기의 위치 좌표 정보를 RTK-GPS 지상국으로 전송하고, 불법 무인기 무력화를 위한 대응 명령 신호를 RTK-지상국을 통해 무인기로 전송하는 관제소; 지상의 위치 좌표와 위성에 의한 위치 좌표 차이값에 대한 위치 보정데이터를 획득하여 획득한 위치 보정 데이터와 관제소에서 제공되는 불법 무인기의 위치 좌표 정보를 무인기로 전송하는 RTK-GPS 지상국; 및 위성으로부터 획득한 위치 좌표에 RTK-GPS 지상국으로부터 송신되는 위치 보정 데이터를 합성하여 현 지점의 위치 좌표를 계산하며, 계산된 현 지점의 위치 좌표로 이동 후, 불법 무인기를 탐지 및 추적하고, 상기 관제소로부터 RTK-지상국으로부터 전송되는 대응 명령신호에 따라 재밍 신호를 발생하는 무인기를 포함할 수 있다.

Description

불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템 및 그 방법{RTK-GPS interlocking system and method for detecting and responding to illegal flight}
본 발명은 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 RTK-GPS(Real Time Kinematic-GPS)를 시스템에 탑재하여 무인기의 정확한 비행 정보를 실시간으로 획득하여 레이다의 상대적인 표적 추적 정확도 개선으로 불법, 위법 또는 악용된 무인기의 정밀 추적 및 대응이 가능하도록 한 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
무인 항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV) 또는 드론(drone)은 조종사가 비행체에 직접 탑승하지 않고 지상에서 원격조종(Remote piloted), 사전 프로그램된 경로에 따라 자동(auto-piloted) 또는 반자동(Semi-auto-piloted)형식으로 자율비행하거나 인공지능 탑재하여 자체 환경판단에 따라 임무를 수행하는 비행체와 지상통제장비(GCS: Ground Control Station/System) 및 통신장비(Data link) 지원장비(Support Equipments) 등의 전체 시스템을 통칭한다.
최근, 저고도 무인기의 이용 분야가 확대되고 수요가 증대됨에 따라 2014, 2015년 청와대, 일본총리공관, 백악관 및 2018년도 영국 공항 등의 무인 비행 장치 침투 사례에서 보듯이 국가 주요 기관, 시설 및 행사장에 대한 생화학무기 투척, 총기 발사, 폭탄 투하 등 악의적인 목적의 침투 우려가 증대되고 있다.
이러한 비행체는 낮은 피탐지율, 높은 거리 정밀도 및 비행체 제작 용이성 등의 특징을 가지고 있어 기존 방공망으로는 탐지가 불가능하여, 특정 저고도 공역에 대한 비행체의 침입을 효과적으로 탐지하고 저지할 수 있는 대공방어 시스템 및 대응수단의 개발이 필요하다.
상기한 같은 무인기의 유효반사면적(RCS, Radar Cross Section)은 0.01 ~ 0.5 m2 정도이고, 저고도 무인기 관리와 감시는 무인기 이용 시, 예상되는 많은 역기능을 억제할 수 있는 가장 효과적인 기술적 대책이 필요한 실정이다.
도 1은 종래 기술에 따른 악용된 드론을 무력화하는 안티 드론 시스템에 대한 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술은, 무력화 드론(510)을 이용하여 악용된 드론(10)을 무력화하는 안티드론 시스템으로서, 미리 설정된 영역에 대한 영상정보가 수집되도록 하는 영상정보 수집부(100); 상기 영상정보 수집부(100)에서 수집한 상기 영상정보를 분석하여 상기 드론(10)에 대한 정보를 획득하는 드론 정보 획득부(200); 상기 미리 설정된 영역 내에 드론(10)의 동작이 감지되도록 하는 동작 감지부(300); 상기 드론(10)까지의 거리를 실시간으로 산출하는 거리 산출부(400); 및 상기 드론(10)을 무력화 시키는 무력화부(500)를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 무력화부(500)는, 상기 드론(10)을 향하여 직접 비행하여 접근할 수 있는 무력화드론(510); 및 상기 드론(10)을 교란시키기 위한 신호를 발생시키는 교란신호 발생기(520)를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 무력화드론(510)은, 상기 영상정보 수집부(100)로 촬영한 영상을 전송하는 적외선 카메라(511); 상기 드론(10)을 향해 발포하여 포획하는 그물(512)을 포함한다.
상기한 종래 기술에 따른 안티 드론 시스템의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 선행 특허 문헌 “대한민국 공개특허공보 10-2019-0097624호(2019. 08. 21)”에 상세하게 기재되어 있어 그 설명을 생략하기로 한다.
이와 같은 종래 기술에 따른 안티 드론 시스템은, 1차 센서인 적외선 카메라를 사용하여 악용된 드론을 감시 및 감지하기 때문에 모든 날씨 조건에서 악용된 드론 감지가 어려운 문제점이 있다.
또한, 무인기의 저고도 비행, 낮은 피탐지율 (RCS 0.01 ~ 0.5 m2)로 적외선 카메라로 감지할 수 있는 범위가 제한적이라는 문제점이 존재한다.
한편, 상용 GPS 사용에 따른 위치 오차 발생이 커지는 문제점이 존재한다.
대한민국 공개특허공보 10-2019-0097624호(2019. 08. 21)
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, RTK-GPS(Real Time Kinematic-GPS)를 시스템에 탑재하여 무인기의 정확한 비행 정보를 실시간으로 획득하여 레이다의 상대적인 표적 추적 정확도 개선으로 불법, 위법 또는 악용된 무인기의 정밀 추적 및 대응이 가능하도록 한 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템은, 불법 무인기를 추적/탐지하여 해당 불법 무인기의 위치 좌표 정보를 RTK-GPS 지상국으로 전송하고, 불법 무인기 무력화를 위한 대응 명령 신호를 RTK-지상국을 통해 무인기로 전송하는 관제소; 지상의 위치 좌표와 위성에 의한 위치 좌표 차이값에 대한 위치 보정데이터를 획득하고, 획득한 위치 보정 데이터와 관제소에서 제공되는 불법 무인기의 위치 좌표 정보를 무인기로 전송하는 RTK-GPS 지상국; 및 위성으로부터 획득한 위치 좌표에 RTK-GPS 지상국으로부터 송신되는 위치 보정 데이터를 합성하여 현 지점의 위치 좌표를 계산하며, 계산된 현 지점의 위치 좌표로 이동 후, 불법 무인기를 탐지 및 추적하고, 상기 관제소로부터 RTK-지상국으로부터 전송되는 대응 명령신호에 따라 재밍 신호를 발생하는 무인기를 포함할 수 있다.
상기 관제소와 RTK-GPS 지상국은 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 통신을 수행할 수 있으며, 상기 유선 또는 무선 통신 방식은 광 이더넷 통신 또는 LTE 통신 방식일 수 있다.
상기 RTK-GPS 지상국과 무인기은 무선 통신 방식을 이용할 수 있으며, 상기 무선 통신 방식은 블루투스 통신방식일 수 있다.
상기 무인기는, 위성으로부터 획득한 자신의 위치 좌표와, 위성으로부터 획득한 위치 좌표에 RTK-GPS 지상국으로부터 송신되는 위치 보정 데이터를 합성하여 현 지점의 위치 좌표를 계산하고, 불법 무인기 탐지/추적 결과 정보를 RTK-GPS 지상국으로 전송하는 RTK-GPS 수신기; 상기 계산된 현 지점의 위치 좌표로 이동 후, 불법 무인기의 탐지 및 추적을 수행하고, 탐지 추적된 불법 무인기의 탐지 추적 결과 정보를 RTK-GPS 수신기로 제공하는 무인기 탐지/추적부; 상기 관제소로부터 불법 무인기의 대응 명령 신호를 상기 RTK-GPS 수신기를 통해 수신되는 경우, 재밍 신호 발생을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 불법 무인기로 재밍 신호를 발생하는 재밍 신호 발생기를 포함할 수 있다.
상기 무인기 탐지/추적부는 레이더일 수 있다.
상기 RTK-GPS 지상국은, 상기 무인기의 RTK-GPS 수신기로부터 전송되는 무인기 탐지/추적부에서의 불법 무인기 탐지/추적 결과 정보를 관제소로 전송하고, 관제소로부터 전송되는 불법 무인기 대응 명령 신호를 무인기의 RTK-GPS 수신기로 전송할 수 있다.
상기 RTK-GPS 지상국은, 지상에 고정 설치된 RTK-GPS 수신기를 통해 지상의 위치 좌표와 위성에 의한 위치 좌표 차이값에 대한 위치 보정데이터를 생성할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 방법은, 관제소에서, 불법 무인기를 추적/탐지하여 해당 불법 무인기의 위치 좌표 정보를 RTK-GPS 지상국으로 전송하고, 불법 무인기 무력화를 위한 대응 명령 신호를 RTK-지상국을 통해 무인기로 전송하는 단계; RTK-GPS 지상국에서, 지상의 위치 좌표와 위성에 의한 위치 좌표 차이값에 대한 위치 보정데이터를 획득하고, 획득한 위치 보정 데이터와 관제소에서 제공되는 불법 무인기의 위치 좌표 정보를 무인기로 전송하는 단계; 및 무인기에서, 위성으로부터 획득한 위치 좌표에 RTK-GPS 지상국으로부터 송신되는 위치 보정 데이터를 합성하여 현 지점의 위치 좌표를 계산하며, 계산된 현 지점의 위치 좌표로 이동 후, 불법 무인기를 탐지 및 추적하고, 상기 관제소로부터 RTK-지상국으로부터 전송되는 대응 명령신호에 따라 재밍 신호를 발생하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 관제소와 RTK-GPS 지상국은 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 통신을 수행할 수 있으며, 상기 유선 또는 무선 통신 방식은 광 이더넷 통신 또는 LTE 통신 방식일 수 있다.
상기 RTK-GPS 지상국과 무인기은 무선 통신 방식을 이용할 수 있으며, 상기 무선 통신 방식은 블루투스 통신방식일 수 있다.
상기 무인기에서의 재밍 신호를 발생하는 단계는, RTK-GPS 수신기에서, 위성으로부터 획득한 자신의 위치 좌표와, 위성으로부터 획득한 위치 좌표에 RTK-GPS 지상국으로부터 송신되는 위치 보정 데이터를 합성하여 현 지점의 위치 좌표를 계산하고, 불법 무인기 탐지/추적 결과 정보를 RTK-GPS 지상국으로 전송하는 단계; 무인기 탐지/추적부에서, 상기 계산된 현 지점의 위치 좌표로 이동 후, 불법 무인기의 탐지 및 추적을 수행하고, 탐지 추적된 불법 무인기의 탐지 추적 결과 정보를 RTK-GPS 수신기로 제공하는 단계; 제어부에서, 상기 관제소로부터 불법 무인기의 대응 명령 신호를 상기 RTK-GPS 수신기를 통해 수신되는 경우, 재밍 신호 발생을 제어하는 단계; 및 상기 제어부의 제어에 따라 불법 무인기로 재밍 신호를 재머를 통해 발생하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 불법 무인기의 탐지 및 추적은 레이더를 이용할 수 있다.
상기 RTK-GPS 지상국에서, 위치 좌표 정보를 무인기로 전송하는 단계는, 상기 무인기의 RTK-GPS 수신기로부터 전송되는 물법무인기 탐지/추적 결과 정보를 관제소로 전송하고, 관제소로부터 전송되는 불법 무인기 대응 명령 신호를 무인기의 RTK-GPS 수신기로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 RTK-GPS 지상국에서, 위치 좌표 정보를 무인기로 전송하는 단계는, 지상에 고정 설치된 RTK-GPS 수신기를 통해 지상의 위치 좌표와 위성에 의한 위치 좌표 차이값에 대한 위치 보정데이터를 생성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 소형/경량화된 레이다를 무인기에 탑재하여 주/야간, 모든 날씨 조건에서 악용된 드론의 감지 및 대응이 가능하다. 특히, 소형 무인기의 유효반사면적(RCS)이 작으며 이를 탐지하기 위해서는 카메라 렌즈의 크기/무게가 비례하여 커지는 단점을 해결하기 위하여 레이다를 활용함으로써 소형/경량화가 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 다수의 악용된 드론을 동시 감지/대응이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, RTK GPS 탑재로 실시간 위치 보정 및 현 지점의 정확한 좌표를 제공으로 실시간 위치 정확도 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 임시 설치 및 운용이 가능한 불법, 위법 또는 악의적 무인기가 옥외 행사장, 시설 등에 침입하는 것을 신속하게 탐지/추적하여 대응이 가능한 매우 유용한 수단이 될 수 있다. 특히, 주요 민간시설에도 대인, 차량, 비행물체 등의 침입 감시 시스템으로 활용이 가능하여 그 활용 범위가 매우 넓게 적용될 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 안티 드론 시스템에 대한 블록 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템에 대한 동작을 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템에 대한 블록 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 기반 비행체 착륙 유도장치 및 그 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템에 대한 개략적인 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템은, 관제소(1000), RTK-GPS(Real Time Kinematic GPS) 지상국(2000) 및 무인기(3000)을 포함할 수 있다.
관제소(1000)는, 시스템 또는 방호 대상물로부터 특정 공간을 경계 감시 공역으로 삼고, 경계 감시 공역 및 공역 경계에 출현하는 대상 위협 비행체(불법 무인기)에 대한 의심표적의 추적 탐지를 수행하고, 추적 탐지된 불법 무인기에 대한 위치 좌표 정보를 RTK-GPS가 장착된 RTK-GPS 지상국(200)으로 전송한다. 여기서, 관제소(1000)와 RTK-GPS 지상국(2000)간의 통신은 광 이더넷, LAN 등의 유선통신 또는 LTE 등의 무선 통신 방식을 통해 통신을 수행할 수 있다.
RTK-GPS 지상국(2000)은 실시간 이동 측위 위치 정보 시스템이다. 기존의 GPS는 다소 넓은 오차 범위 때문에 드론과 같은 무인기의 위치 측위(예를 들어, 군집 비행)에 적합하지 않았으며, m 단위의 오차는 촘촘히 비행하는 군집 비행에 있어서는 치명적인 문제를 가지게 된다.
기존의 GPS 방식은 GPS위성, 지상의 제어국, 드론의 GPS수신기의 통신으로 위치 정보를 계산했지만, RTK-GPS는 여기에 기준국을 추가한 것으로, 기준국은 지상에 고정해 놓은 안테나이다. 이 안테나는 하나의 기준점이 되어 무인기의 상대적인 거리와 각도를 실시간으로 파악한 뒤GPS를 통해 획득한 위치 정보를 보정해 나가는 것이다.
즉, 본 발명에서 RTK-GPS 지상국(2000)은 지상에 GPS 수신기를 고정 설치하여 지상의 위치 좌표와 위성에 의한 좌표 차이값을 계산하여 위치 보정데이터를 획득한다. 그리고, 이렇게 획득된 위치 보정 데이터를 무인기(3000)에 탑재된 GPS 수신기에 전달한다.
또한, RTK-GPS 지상국(2000)는 관제소(1000)로부터 전송되는 탐지 추적된 불법 무인기에 대한 위치 좌표 정보 역시 무인기(3000)로 전송할 수 있다.
무인기(3000)는 탑재된 GPS 수신기를 통해 위성에 의해 취득한 위치 좌표에 RTK-GPS 지상국(2000)으로부터 송신되는 위치 보정 데이터를 합성하여 현 지점의 정확한 좌표를 계산하여, 계산된 좌표 정보를 실시간으로 RTK-GPS 지상국(2000)으로 전송한다. 여기서, RTK-GPS 지상국(2000)과 무인기(3000)간의 통신 방식은 근거리 무선통신(예를 들어, 블루투스 통신) 또는 LTE 통신 방식일 수 있다.
그리고, 무인기(3000)는 상기 실시간으로 보정된 위치 좌표로 이동 후, 무인기(3000)에 탑재된 레이더와 같은 불법 무인기 탐지/추적 장치를 이용하여 불법 무인기의 탐지/추적 결과(불법 무인기 위치 좌표 정보)를 RTK-GPS 지상국(2000)을 통해 관제소(1000)로 전송한다.
따라서, 관제소(1000)는 RTK-GPS 지상국(2000)을 통해 무인기(3000)로부터 전송되는 불법 무인기에 대한 정확한 위치 좌표를 전시 및 경보 발령을 수행한다.
이어, 관제소(1000)의 운용자는 경보 발령에 따라 해당 불법 무인기의 무력화를 위한 명령신호를 RTK-GPS 지상국(2000)을 통해 무인기(3000)로 전송하고, 무인기(3000)는 RTK-GPS 지상국(2000)을 통해 수신되는 불법 무인기 무력화 명령 신호에 따라 불명 무인기 측으로 재밍 신호를 전송하여 불법 무인기 위협 표적에 대응하게 되는 것이다.
이와 같은 본 발명에 따른 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템에 대한 구체적인 구성 및 동작에 대하여 도 3을 참조하여 상세하게 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템에 대한 상세 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 무인기(3000)는 RTK-GPS 수신기(3100), 무인기 탐지/추적부(3200), 제어부(3300) 및 재밍 신호 발생기(3400)를 포함할 수 있다.
먼저, 관제소(1000)는 불법 표적 비행체 즉, 불법 무인기(4000)에 대한 의심 표적을 추적 및 탐지한 후, 탐지된 불법 무인기(4000)에 대한 위치 좌표 정보를 유선 또는 무선 통신을 통해 RTK-GPS 지상국(2000)으로 전송한다. 여기서, 상기 유, 무선 통신은 광 이더넷, LTE 등의 통신 방식일 수 있다.
RTK-GPS 지상국(2000)은 지상에 고정 설치된 RTK-GPS 수신기를 통해 위성으로부터 수신된 현재 지상의 위치 좌표와, 상기 관제소(100)로부터 제공되는 위치 좌표의 차이값을 계산하고, 계산된 좌표 차이값에 대한 위치 보정 데이터와, 관제소(1000)로부터 제공되는 불법 무인기(4000)에 대한 위치 좌표정보를 무인기(3000)의 RTK-GPS 수신기(3100)으로 전송한다. 여기서, RTK-GPS 지상국(2000)과 무인기(3000)간의 통신은 무선 통신 방식을 이용할 수 있으며, 특히 근거리 무선 통신 방식(예를 들어, 블루투스 통신방식)을 이용할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
무인기(3000)의 RTK-GPS 수신기(3100)는 상기 RTK-GPS 지상국(2000)으로부터 전송되는 불법 무인기(4000)에 대한 위치 좌표를 제어부(3300)로 제공한다.
RTK-GPS 수신기(3100)는 위성으로부터 획득한 현재 위치에 대한 좌표정보와, 상기 RTK-GPS 지상국(2000)으로부터 제공되는 위치 보정 데이터를 합성하여 현 지점에 대한 정확한 위치 좌표를 계산한 후, 계산된 현 지점에 대한 위치 좌표 정보를 제어부(3300)으로 제공한다.
제어부(3300)는 제공되는 RTK-GPS 수신기(3100)로부터 제공되는 현 지점에 대한 정확한 위치 정보를 기반으로 관제소(1000)로부터 제공되는 불법 무인기(4000)에 대한 위치 좌표 정보를 이용하여 무인기(3000)를 불법 무인기(4000)의 일정 범위내의 위치로 이동 제어한다. 여기서, 무인기(3000)의 비행 제어는 일반적인 공지된 기술적 사상으로부터 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
그리고, 제어부(3300)는 무인기(3000)가 불법 무인기(4000)의 근처로 이동된 경우, 무인기 탐지/추적부(3200)를 제어하여, 불법 무인기(4000)에 대한 추적 및 탐지를 수행하도록 한다. 여기서 무인기 탐지/추적부(3200)는 레이더 시스템일 수 있다.
무인기 탐지/추적부(3200)는 제어부(3300)의 제어에 따라 불법 무인기(4000)를 탐지 추적하고, 탐지 추적된 불법 무인기(4000)에 대한 위치 좌표 정보를 획득한 후, 획득된 불법 무인기(4000)에 대한 위치 좌표 정보를 제어부(3300)로 제공한다.
제어부(3300)는 무인기 탐지/추적부(3200)로부터 제공되는 불법 무인기(4000)에 대한 위치 좌표 정보와, 상기 계산된 현 지점에 대한 위치 좌표 정보를 RTK-GPS 수신기(3100)를 통해 근거리 무선 통신 방식을 이용하여 RTK-GPS 지상국(2000)으로 전송한다.
RTK-GPS 지상국(2000)은 무인기(3000)로부터 전송되는 불법 무인기(4000)에 대한 위치 좌표 정보와, 무인기(3000)의 현지 지점에 대한 위치 좌표 정보를 유선 또는 무선 통신 방식을 이용하여 관제소(1000)로 전송한다.
관제소(1000)는 RTK-GPS 지상국(2000)으로부터 전송되는 무인기(3000)의 위치 좌표와, 추적 탐지된 불법 무인기(4000)에 대한 위치 좌표 정보를 수신하여 전시 장치(미도시)에 전시하고, 전시된 불법 무인기(4000) 출현에 대한 경보 발령을 수행한다.
이 상태에서, 불법 무인기(4000)의 무력화를 위해 운용자에 의해 대응 명령이 선택되는 경우, 대응 명령 신호를 발생하고, 발생되는 불법 무인기(4000) 무력화 대응 명령 신호를 유선 또는 무선 통신 방식으로 RTK-GPS 지상국(2000)으로 전송한다.
이에, RTK-GPS 지상국(2000)은 관제소(1000)로부터 전송되는 불법 무인기(4000) 무력화 대응 명령 신호를 근거리 무선 통신 방식으로 무인기(3000)로 전송한다.
무인기(3000)의 RTK-GPS 수신기(3100)는 RTK-GPS 지상국(2000)으로부터 무선 전송된 불법 무인기(4000) 무력화 대응 명령 신호를 수신한 후, 수신된 해당 명령 신호를 제어부(3300)로 제공한다.
제어부(3300)는 RTK-GPS 수신기(3100)를 통해 수신되는 탐지 추적된 불법 무인기(4000)에 대한 무력화 대응 명령 신호에 따라 재밍 신호 발생 제어신호를 재밍 신호 발생기(3400)로 제공한다.
따라서, 재밍 신호 발생기(3400)는 제어부(3300)로부터 제공되는 제어신호에 따라 재밍 신호를 발생하여, 불법 무인기(4000) 방향으로 전송하게 되는 것이다.
이와 같은 본 발명에 따른 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템의 동작에 상응하는 본 발명에 따른 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 방법에 대하여 첨부한 도 4를 참조하여 단계적으로 설명해 보기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 관제소(1000)는 불법 표적 비행체 즉, 불법 무인기(4000)에 대한 의심 표적을 추적 및 탐지한 후, 탐지된 불법 무인기(4000)에 대한 위치 좌표 정보를 유선 또는 무선 통신을 통해 RTK-GPS 지상국(2000)으로 전송한다(S501). 여기서, 상기 유, 무선 통신은 광 이더넷, LTE 등의 통신 방식일 수 있다.
이어, RTK-GPS 지상국(2000)은 지상에 고정 설치된 RTK-GPS 수신기를 통해 위성으로부터 수신된 현재 위치에 대한 지상의 위치 좌표와, 상기 S501 단계를 통해 관제소(100)로부터 제공되는 위치 좌표의 차이값을 계산하고, 계산된 좌표 차이값에 대한 위치 보정 데이터와, 관제소(1000)로부터 제공되는 불법 무인기(4000)에 대한 위치 정보를 무인기(3000)의 RTK-GPS 수신기(3100)으로 전송한다(S502). 여기서, RTK-GPS 지상국(2000)과 무인기(3000)간의 통신은 무선 통신 방식을 이용할 수 있으며, 특히 근거리 무선 통신 방식(예를 들어, 블루투스 통신방식)을 이용할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
이어, 무인기(3000)는 상기 RTK-GPS 지상국(2000)으로부터 전송되는 불법 무인기(4000)에 대한 위치 좌표를 RTK-GPS 수신기(3100)을 통해 수신하고, RTK-GPS 수신기(3100)는 위성으로부터 획득한 현재 위치에 대한 좌표정보와, 상기 RTK-GPS 지상국(2000)으로부터 제공되는 위치 보정 데이터를 합성하여 현 지점에 대한 정확한 위치 좌표를 계산한다(S503).
이어, 무인기(3000)는 RTK-GPS 수신기(3100)로부터 제공되는 현 지점에 대한 정확한 위치 정보를 기반으로 관제소(1000)로부터 제공되는 불법 무인기(4000)에 대한 위치 좌표 정보를 이용하여 무인기(3000)를 불법 무인기(4000)의 일정 범위내의 위치로 이동 제어한다. 여기서, 무인기(3000)의 비행 제어는 일반적인 공지된 기술적 사상으로부터 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이어, 무인기(3000)는 불법 무인기(4000)의 근처로 이동된 경우, 레이더 등을 이용하여 불법 무인기(4000)를 탐지 추적하고, 탐지 추적된 불법 무인기(4000)에 대한 위치 좌표 정보를 획득한 후, 획득된 불법 무인기(4000)에 대한 위치 좌표 정보와, 상기 계산된 현 지점에 대한 위치 좌표 정보를 RTK-GPS 수신기(3100)를 통해 근거리 무선 통신 방식을 이용하여 RTK-GPS 지상국(2000)으로 전송한다(S504).
RTK-GPS 지상국(2000)은 무인기(3000)로부터 전송되는 불법 무인기(4000)에 대한 위치 좌표 정보와, 무인기(3000)의 현지 지점에 대한 위치 좌표 정보를 유선 또는 무선 통신 방식을 이용하여 관제소(1000)로 전송한다(S505).
관제소(1000)는 RTK-GPS 지상국(2000)으로부터 전송되는 무인기(3000)의 위치 좌표와, 추적 탐지된 불법 무인기(4000)에 대한 위치 좌표 정보를 수신하여 전시 장치(미도시)에 전시하고, 전시된 불법 무인기(4000) 출현에 대한 경보 발령을 수행한다.
그리고, 불법 무인기(4000)의 무력화를 위해 운용자에 의해 대응 명령이 선택되는 경우, 대응 명령 신호를 발생하고, 발생되는 불법 무인기(4000) 무력화 대응 명령 신호를 우선 또는 무선 통신 방식으로 RTK-GPS 지상국(2000)으로 전송하며, RTK-GPS 지상국(2000)은 관제소(1000)로부터 전송되는 불법 무인기(4000) 무력화 대응 명령 신호를 근거리 무선 통신 방식으로 무인기(3000)로 전송한다(S506).
이어, 무인기(3000)의 RTK-GPS 수신기(3100)는 RTK-GPS 지상국(2000)으로부터 무선 전송된 불법 무인기(4000) 무력화 대응 명령 신호를 수신한 후, 수신된 해당 명령 신호에 따라 재머를 제어하여 불법 무인기(4000) 측으로 재밍 신호를 발생하는 것이다(S507).
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1000 : 관제소
2000 : RTK-GPS 지상국
3000 : 무인기
3100 : RTK-GPS 수신기
3200 : 무인기 탐지/추적부
3300 : 제어부
3400 : 재밍신호 발생기
4000 : 불법 무인기

Claims (18)

  1. 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템에 있어서,
    불법 무인기를 추적/탐지하여 해당 불법 무인기의 위치 좌표 정보를 RTK-GPS 지상국으로 전송하고, 불법 무인기 무력화를 위한 대응 명령 신호를 RTK-지상국을 통해 무인기로 전송하는 관제소;
    지상의 위치 좌표와 위성에 의한 위치 좌표 차이값에 대한 위치 보정데이터를 획득하고, 획득한 위치 보정 데이터와 관제소에서 제공되는 불법 무인기의 위치 좌표 정보를 무인기로 전송하는 RTK-GPS 지상국; 및
    위성으로부터 획득한 위치 좌표에 RTK-GPS 지상국으로부터 송신되는 위치 보정 데이터를 합성하여 현 지점의 위치 좌표를 계산하며, 계산된 현 지점의 위치 좌표로 이동 후, 불법 무인기를 탐지 및 추적하고, 상기 관제소로부터 RTK-지상국으로부터 전송되는 대응 명령신호에 따라 재밍 신호를 발생하는 무인기를 포함하고,
    상기 무인기는,
    위성으로부터 획득한 자신의 위치 좌표와, 위성으로부터 획득한 위치 좌표에 RTK-GPS 지상국으로부터 송신되는 위치 보정 데이터를 합성하여 현 지점의 위치 좌표를 계산하고, 불법 무인기 탐지/추적 결과 정보를 RTK-GPS 지상국으로 전송하는 RTK-GPS 수신기;
    상기 계산된 현 지점의 위치 좌표로 이동 후, 불법 무인기의 탐지 및 추적을 수행하고, 탐지 추적된 불법 무인기의 탐지 추적 결과 정보를 RTK-GPS 수신기로 제공하는 무인기 탐지/추적부;
    상기 관제소로부터 불법 무인기의 대응 명령 신호를 상기 RTK-GPS 수신기를 통해 수신되는 경우, 재밍 신호 발생을 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어에 따라 불법 무인기로 재밍 신호를 발생하는 재밍 신호 발생기를 포함하며,
    상기 RTK-GPS 지상국은,
    상기 무인기의 RTK-GPS 수신기로부터 전송되는 무인기 탐지/추적부에서의 불법 무인기 탐지/추적 결과 정보를 관제소로 전송하고, 관제소로부터 전송되는 불법 무인기 대응 명령 신호를 무인기의 RTK-GPS 수신기로 전송하는 것인 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관제소와 RTK-GPS 지상국은 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 통신을 수행하는 것인 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유선 또는 무선 통신 방식은 광 이더넷 통신 또는 LTE 통신 방식인 것인 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 RTK-GPS 지상국과 무인기은 무선 통신 방식을 이용한 것인 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 무선 통신 방식은 블루투스 통신방식인 것인 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 무인기 탐지/추적부는 레이더를 이용하는 것인 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 RTK-GPS 지상국은,
    지상에 고정 설치된 RTK-GPS 수신기를 통해 지상의 위치 좌표와 위성에 의한 위치 좌표 차이값에 대한 위치 보정데이터를 생성하는 것인 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 시스템.
  10. 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 방법에 있어서,
    관제소에서, 불법 무인기를 추적/탐지하여 해당 불법 무인기의 위치 좌표 정보를 RTK-GPS 지상국으로 전송하고, 불법 무인기 무력화를 위한 대응 명령 신호를 RTK-지상국을 통해 무인기로 전송하는 단계;
    RTK-GPS 지상국에서, 지상의 위치 좌표와 위성에 의한 위치 좌표 차이값에 대한 위치 보정데이터를 획득하고, 획득한 위치 보정 데이터와 관제소에서 제공되는 불법 무인기의 위치 좌표 정보를 무인기로 전송하는 단계; 및
    무인기에서, 위성으로부터 획득한 위치 좌표에 RTK-GPS 지상국으로부터 송신되는 위치 보정 데이터를 합성하여 현 지점의 위치 좌표를 계산하며, 계산된 현 지점의 위치 좌표로 이동 후, 불법 무인기를 탐지 및 추적하고, 상기 관제소로부터 RTK-지상국으로부터 전송되는 대응 명령신호에 따라 재밍 신호를 발생하는 단계를 포함하고,
    상기 무인기에서의 재밍 신호를 발생하는 단계는,
    RTK-GPS 수신기에서, 위성으로부터 획득한 자신의 위치 좌표와, 위성으로부터 획득한 위치 좌표에 RTK-GPS 지상국으로부터 송신되는 위치 보정 데이터를 합성하여 현 지점의 위치 좌표를 계산하고, 불법 무인기 탐지/추적 결과 정보를 RTK-GPS 지상국으로 전송하는 단계;
    무인기 탐지/추적부에서, 상기 계산된 현 지점의 위치 좌표로 이동 후, 불법 무인기의 탐지 및 추적을 수행하고, 탐지 추적된 불법 무인기의 탐지 추적 결과 정보를 RTK-GPS 수신기로 제공하는 단계;
    제어부에서, 상기 관제소로부터 불법 무인기의 대응 명령 신호를 상기 RTK-GPS 수신기를 통해 수신되는 경우, 재밍 신호 발생을 제어하는 단계; 및
    상기 제어부의 제어에 따라 불법 무인기로 재밍 신호를 재머를 통해 발생하는 단계를 포함하며,
    상기 RTK-GPS 지상국에서, 위치 좌표 정보를 무인기로 전송하는 단계는,
    상기 무인기의 RTK-GPS 수신기로부터 전송되는 물법무인기 탐지/추적 결과 정보를 관제소로 전송하고, 관제소로부터 전송되는 불법 무인기 대응 명령 신호를 무인기의 RTK-GPS 수신기로 전송하는 단계를 포함하는 것인 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 관제소와 RTK-GPS 지상국은 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 통신을 수행하는 것인 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유선 또는 무선 통신 방식은 광 이더넷 통신 또는 LTE 통신 방식인 것인 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 RTK-GPS 지상국과 무인기은 무선 통신 방식을 이용한 것인 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 무선 통신 방식은 블루투스 통신방식인 것인 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 방법.
  15. 삭제
  16. 제10항에 있어서,
    상기 불법 무인기의 탐지 및 추적은 레이더를 이용하는 것인 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 방법.
  17. 삭제
  18. 제10항에 있어서,
    상기 RTK-GPS 지상국에서, 위치 좌표 정보를 무인기로 전송하는 단계는,
    지상에 고정 설치된 RTK-GPS 수신기를 통해 지상의 위치 좌표와 위성에 의한 위치 좌표 차이값에 대한 위치 보정데이터를 생성하는 것인 불법 비행 감지 및 대응을 위한 RTK-GPS 연동 방법.
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