KR102670765B1 - 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 방법 - Google Patents

선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본선 선박 선수 방향 신호(heading signal)와 GNSS 신호를 비교하여 프로세서 유닛(process unit)에서 정보 미 일치 시, 기만/교란 신호를 탐지할 수 있고, 멀티(Multi) GNSS 센서의 위치정보를 수신하여 위성 정보를 변경하여 운항하는 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 방법을 제안한다.

Description

선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 방법{Spoofing/Jamming Signal Detection And Navigation Method Using Multi-Position Receiving Sensor Of Ship}
본 발명은 본선 선박 선수 방향 신호(heading signal)와 GNSS 신호를 비교하여 프로세서 유닛(process unit)에서 정보 미 일치 시, 기만/교란 신호를 탐지할 수 있고, 멀티(Multi) GNSS 센서의 위치정보를 수신하여 위성 정보를 변경하여 운항하는 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 방법에 관한 것이다.
무선통신 기술 및 이동통신 기술이 급진적으로 발전함에 따라 위성을 이용한 위성위치확인시스템(GPS)이 보편화되어 있다.
통상적으로 선박에는 DGPS(Differential GPS) 2대가 설치된다.
DGPS(Differential GPS)는 일반적으로 인공위성으로부터 지상의 GPS 수신기로 송신되는 정보는 오차를 가지게 마련인데, 서로 가까운 거리에 위치한 두 수신기가 있을 경우에는 두 수신기는 비슷한 오차를 갖게 된다. DGPS는 두 수신기가 가지는 공통의 오차를 서로 상쇄시킴으로써 보다 정밀한 데이터를 얻기 위한 기술이라고 할 수 있다. 일반적으로 정밀측량에 의해 정확한 위치를 파악하고 있는 고정국에서 오차의 범위를 이동국에 전송한 후 보정하여 사용하는 방식을 취한다.
멀티 GNSS(Global Navigation Satellite Systems) 센서를 통하여 두가지 혹은 세가지의 위치 정보(GPS+SBAS, GPS+Beidou, GPS+GLONASS, GPS+GLONASS+QZSS, GPS+Beidou+QZSS)를 받아 복수의 위치정보를 바탕으로 정밀한 위치정보를 확인할 수 있다.
또한, 선박에 설치된 자이로 컴퍼스(Gyro compass)를 통하여 선박 선수 방향 신호를 받을 수 있다.
그러나 위치 정보의 오류를 탐지할 수 있는 기능이 없다는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-0629315호(2006.09.29.)
본 발명의 목적은, 스푸핑과 재밍(Spoofing and Jamming) 탐지 기능을 통하여, 정확한 위치 정보를 선박에 전달할 수 있는 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 방법은, 멀티 GNSS 센서를 통해 적어도 두개의 위치정보를 수신부에서 수신하는 위치정보 수신 단계; 상기 위치정보 수신 단계를 통해 수신된 위치정보를 스푸핑 및 재밍 탐지부를 통하여 스푸핑 및 재밍 중 어느 것을 탐지할지 설정하는 탐지 대상 설정 단계; 자이로 컴퍼스를 통해 선박의 선수 방향 신호를 수신부에서 수신하고, 상기 멀티 GNSS 센서를 통해 수신된 복수의 위치정보를 비교판단부에서 비교하는 비교 단계; 상기 비교 단계에서 비교판단부를 통해 수신된 값과 설정값의 정보 일치 여부를 통해 스푸핑 및 재밍 여부를 판단하는 판단 단계; 및 상기 판단 단계를 통해 정보 일치 시 저장부에 저장하고 송신부를 통해 디스플레이 유닛으로 전송하고 디스플레이 유닛을 통해 디스플레이 하는 디스플레이 단계를 포함하며; 상기 디스플레이 단계는 선박의 위치정보와 기만/교란 신호가 탐지되었는지 여부를 표시할 수 있다.
또한, 본 발명의 일측면에 따른 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 방법은, 상기 탐지 대상 설정 단계에서 재밍을 탐지하는 것으로 설정하는 경우, 상기 비교 단계에서, 적어도 두개의 위치정보에 대하여 상호 비교하고, 선박 이동 경로에 따라 예측된 주파수와 임계 주파수 차이를 초과하여 측정된 주파수가 존재하는지 여부를 확인하며; 상기 탐지 대상 설정 단계에서 스푸핑을 탐지하는 것으로 설정하는 경우, 상기 비교 단계에서, 적어도 두개의 위치정보에 대하여 상호 비교하고, 선박 이동 경로에 따라 예측된 위상과 임계 위상 차이를 초과하여 측정된 위상이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 일측면에 따른 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 방법에서, 상기 비교 단계는, 수신된 복수의 위치정보를 실시간 선박 선수 방향 정보와 선박의 이동 경로에 따른 예측 위치정보 설정값과 비교할 수 있다.
또한, 본 발명의 일측면에 따른 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 방법에서, 상기 판단 단계는, 위치정보 또는 선박 선수 방향 정보가 설정값을 초과하여 변경된 경우 스푸핑 또는 재밍이 발생되어 정보가 일치하지 않는 것으로 판단하고, 프로세스 유닛에 저장된 GNSS 신호로 치환하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일측면에 따른 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 방법은, 치환된 GNSS 신호는 선박의 예상 이동 경로에 따라 선박의 속도를 반영하여 치환할 수 있다.
본 발명에 따르면, 스푸핑과 재밍(Spoofing and Jamming) 탐지 기능을 통하여, 정확한 위치 정보를 선박에 전달할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 및 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 예컨대, 본 명세서에서 사용되는 '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성요소들 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성요소들 또는 일부 단계들을 포함하지 않거나 또는 추가적인 구성요소들 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며, 본 발명의 실시예들은 이 분야의 통상의 기술자에게 다양한 응용을 가질 수 있음은 당연하다.
도 1은 본 발명에 따른 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지및 운항방법은, 멀티 GNSS(Global Navigation Satellite System) 센서를 통하여 적어도 두개의 위치정보를 수신할 수 있다.
이때 멀티 GNSS 센서(110, 120)는 복수개 구비할 수 있다.
또한, 멀티 GNSS 센서(110, 120)를 통해 적어도 두개의 위치정보와 선박의 자이로 컴퍼스(140)를 통해 선박의 선수 방향 신호를 프로세스 유닛(130)에서 수신하여 상호 비교하여 스푸핑(Spoofing) 및 재밍(Jamming)을 탐지할 수 있다.
프로세스 유닛(130)은 위치정보 신호와 선박 선수 방향 신호를 수신하는 수신부(131)와, 수신부(131)를 통해 수신된 정보를 상호 비교할 수 있는 비교판단부(132)와 수신되거나 비교하고 판단된 정보를 저장할 수 있는 저장부(133)와 저장부(133)의 정보를 송신할 수 있는 송신부(134)와 스푸핑 및 재밍을 탐지할 수 있는 탐지부(135)를 포함할 수 있다.
즉, 멀티 GNSS 센서(110, 120)를 통해 적어도 두개의 위치정보를 수신하고, 수신된 위치정보를 프로세스 유닛(130)의 탐지부(135)를 통하여 스푸핑 및 재밍 중 어느 것을 탐지할지 탐지 대상을 설정하고, 선박의 자이로 컴퍼스(140)를 통해 수신된 실시간 선박의 선수 방향 신호와 수신된 위치정보와 상호 비교부(132)를 통해 비교하며, 정보 일치 시 디스플레이 유닛(150)을 통해 디스플레이 할 수 있다.
멀티(Multi) GNSS 센서는 `GPS+SBAS`, `GPS+Beidou`, `GPS+GLONASS`, `GPS+GLONASS+QZSS`, `GSP+Beidou+QZSS`와 같이 두가지 이상의 위치 정보를 수신할 수 있다.
또한, 멀티 GNSS 센서(110, 120)를 복수개 구비하여 다수의 위치정보를 프로세스 유닛(130)에서 수신하여 상호 비교하여 보다 정밀한 위치정보를 측정할 수 있다.
즉, 적어도 두개의 선박의 선수 방향 신호를 포함하는 위치정보를 상호 비교하여, 스푸핑 여부 또는 재밍 여부를 확인할 수 있다.
스푸핑(spoofing)은 공격자가 네트워크, 웹사이트 등의 데이터 위변조를 통해 정상 시스템인 것처럼 위장하여 일반 사용자를 속이는 해킹 기법을 의미한다.
즉, 네트워크 시스템의 IP 주소, 도메인 네임 시스템(DNS) 등을 위·변조하여 공격 대상 시스템이 정상적인 사용자 또는 시스템인 것처럼 가장하여 접근하게 하거나 사용자가 의도하지 않게 특정 시스템으로 접근하도록 유도하는 등의 해킹 기법이다. 전자우편(e-mail) 발신자 주소, 웹사이트(Web site) 등을 위조하여 사용자의 비밀번호나 신용카드 정보 등을 빼내는 피싱 기법이나 악성코드 전송 등에 활용되기도 한다.
또한, 사용자의 생체 정보를 이용하는 생체인식 기술이 스마트폰과 금융서비스 등에 활용되면서 위조된 지문, 얼굴 등을 이용한 생체인식 시스템의 공격에도 이용되었다. 또한 위조된 QR 코드를 통해 사용자가 악의적인 앱이나 웹사이트에 접근하도록 유도하는 공격에도 사용할 수 있다.
또한, 재밍(Jamming)은 레이더 신호를 감추기 위해 또는 변형시키기 위해 레이더의 수신 대역 내의 주파수로 송신되는 방해 신호. 전형적인 것으로는 잡음적 신호를 사용한다. 전자 방해 전술(ECM)의 일종을 의미한다.
프로세스 유닛(130)의 탐지부(135)는 스푸핑 및 재밍을 탐지할 수 있으며, 스푸핑 또는 재밍 중 어느 하나를 탐지하도록 설정하여 탐지할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 방법은, 멀티 GNSS 센서(110, 120)를 통해 적어도 두개의 위치정보를 수신부에서 수신하는 위치정보 수신 단계(S110)와, 상기 위치정보 수신 단계(S110)를 통해 수신된 위치정보를 스푸핑 및 재밍 탐지부(135)를 통하여 스푸핑(spoofing) 및 재밍(jamming) 중 어느 것을 탐지할지 설정하는 탐지 대상 설정 단계(S120)와 자이로 컴퍼스(140)를 통해 선박의 선수 방향 신호(Heading signal)를 수신부(131)에서 수신(S135)하고, 상기 멀티 GNSS 센서(110, 120)를 통해 수신된 복수의 위치정보를 비교판단부(132)에서 비교하는 비교 단계(S130)와, 상기 비교 단계(S130)에서 비교판단부(132)를 통해 수신된 값과 설정값의 정보 일치 여부를 통해 스푸핑 및 재밍 여부를 판단하는 판단 단계(S140) 및 상기 판단 단계(S140)를 통해 정보 일치 시 저장부(133)에 저장하고 송신부(134)를 통해 디스플레이 유닛(150)으로 정보를 전송하고 디스플레이 유닛(150)을 통해 디스플레이 하는 디스플레이 단계(S150)를 포함하며, 상기 디스플레이 단계(S150)는 선박의 위치정보와 기만/교란 신호가 탐지되었는지 여부를 표시할 수 있다.
또한, 탐지 대상 설정 단계(S120)에서 재밍(jamming)을 탐지하는 것으로 설정하는 경우, 비교 단계(S130)에서, 적어도 두개의 위치정보에 대하여 상호 비교하고, 선박 이동 경로에 따라 예측된 주파수와 임계 주파수 차이를 초과하여 측정된 주파수가 존재하는지 여부를 확인하여 재밍을 탐지할 수 있다.
또한, 탐지 대상 설정 단계(S120)에서 스푸핑(spoofing)을 탐지하는 것으로 설정하는 경우, 비교 단계(S130)에서, 적어도 두개의 위치정보에 대하여 상호 비교하고, 선박 이동 경로에 따라 예측된 위상과 임계 위상 차이를 초과하여 측정된 위상이 존재하는지 여부를 확인하여 스푸핑을 탐지할 수 있다.
또한, 비교 단계(S130)는, 수신된 복수의 위치정보를 실시간 선박 선수 방향 정보와 선박의 이동 경로에 따른 예측 위치정보 설정값과 비교할 수 있다.
또한, 판단 단계(S140)는, 위치정보 또는 선박 선수 방향 정보가 설정값을 초과하여 변경된 경우 스푸핑 또는 재밍이 발생되어 정보가 일치하지 않는 것으로 판단하고, 프로세스 유닛(130)의 저장부(133)에 저장된 GNSS 신호로 치환하도록 제어(S145)할 수 있다.
또한, 치환된 GNSS 신호는 선박의 예상 이동 경로에 따라 선박의 속도를 반영하여 치환할 수 있다.
따라서 본 발명에 따르면, 스푸핑과 재밍(Spoofing and Jamming) 탐지 기능을 통하여, 정확한 위치 정보를 선박에 전달할 수 있는 효과를 갖는다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium) 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로서, 이에 의하여 본 발명이 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
110, 120: 멀티 GNSS(Global Navigation Satellite Systems) 센서
130: 프로세스 유닛(Process unit)
131: 수신부
132: 비교판단부
133: 저장부
134: 송신부
135: 탐지부
140: 자이로 컴퍼스(Gyro Compass)
150: 디스플레이 유닛(Display unit)

Claims (5)

  1. 멀티 GNSS 센서를 통해 적어도 두개의 위치정보를 수신부에서 수신하는 위치정보 수신 단계;
    상기 위치정보 수신 단계를 통해 수신된 위치정보를 스푸핑 및 재밍 탐지부를 통하여 스푸핑 및 재밍 중 어느 것을 탐지할지 설정하는 탐지 대상 설정 단계;
    자이로 컴퍼스를 통해 선박의 선수 방향 신호를 수신부에서 수신하고, 상기 멀티 GNSS 센서를 통해 수신된 복수의 위치정보를 비교판단부에서 비교하는 비교 단계;
    상기 비교 단계에서 비교판단부를 통해 수신된 값과 설정값의 정보 일치 여부를 통해 스푸핑 및 재밍 여부를 판단하는 판단 단계; 및
    상기 판단 단계를 통해 정보 일치 시 저장부에 저장하고 송신부를 통해 디스플레이 유닛으로 전송하고 디스플레이 유닛을 통해 디스플레이 하는 디스플레이 단계를 포함하며;
    상기 디스플레이 단계는 선박의 위치정보와 기만/교란 신호가 탐지되었는지 여부를 표시하며;
    상기 판단 단계는, 위치정보 또는 선박 선수 방향 정보가 설정값을 초과하여 변경된 경우 스푸핑 또는 재밍이 발생되어 정보가 일치하지 않는 것으로 판단하고, 프로세스 유닛에 저장된 GNSS 신호로 치환하도록 제어하는, 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 방법.
  2. 멀티 GNSS 센서를 통해 적어도 두개의 위치정보를 수신부에서 수신하는 위치정보 수신 단계;
    상기 위치정보 수신 단계를 통해 수신된 위치정보를 스푸핑 및 재밍 탐지부를 통하여 스푸핑 및 재밍 중 어느 것을 탐지할지 설정하는 탐지 대상 설정 단계;
    자이로 컴퍼스를 통해 선박의 선수 방향 신호를 수신부에서 수신하고, 상기 멀티 GNSS 센서를 통해 수신된 복수의 위치정보를 비교판단부에서 비교하는 비교 단계;
    상기 비교 단계에서 비교판단부를 통해 수신된 값과 설정값의 정보 일치 여부를 통해 스푸핑 및 재밍 여부를 판단하는 판단 단계; 및
    상기 판단 단계를 통해 정보 일치 시 저장부에 저장하고 송신부를 통해 디스플레이 유닛으로 전송하고 디스플레이 유닛을 통해 디스플레이 하는 디스플레이 단계를 포함하며;
    상기 디스플레이 단계는 선박의 위치정보와 기만/교란 신호가 탐지되었는지 여부를 표시하며;
    상기 탐지 대상 설정 단계에서 재밍을 탐지하는 것으로 설정하는 경우,
    상기 비교 단계에서, 적어도 두개의 위치정보에 대하여 상호 비교하고, 선박 이동 경로에 따라 예측된 주파수와 임계 주파수 차이를 초과하여 측정된 주파수가 존재하는지 여부를 확인하며;
    상기 탐지 대상 설정 단계에서 스푸핑을 탐지하는 것으로 설정하는 경우,
    상기 비교 단계에서, 적어도 두개의 위치정보에 대하여 상호 비교하고, 선박 이동 경로에 따라 예측된 위상과 임계 위상 차이를 초과하여 측정된 위상이 존재하는지 여부를 확인하는, 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 비교 단계는,
    수신된 복수의 위치정보를 실시간 선박 선수 방향 정보와 선박의 이동 경로에 따른 예측 위치정보 설정값과 비교하는, 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    치환된 GNSS 신호는 선박의 예상 이동 경로에 따라 선박의 속도를 반영하여 치환하는, 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 방법.
KR1020230084951A 2023-06-30 선박의 다중 위치 수신 센서를 이용한 기만/교란 신호 탐지 및 운항 방법 KR102670765B1 (ko)

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KR101580053B1 (ko) 2014-08-14 2015-12-28 중앙대학교 산학협력단 가속도계를 이용한 gps 기만신호 검출장치 및 방법
US20220082704A1 (en) * 2020-09-16 2022-03-17 Honeywell International Inc. Gnss satellite spoofing detection using multi-independent inertial mixing
KR102491950B1 (ko) * 2021-07-15 2023-01-26 주식회사 한화방산 관성 항법 장치를 이용해 잡음 재밍 및 기만 재밍을 감지하기 위한 재밍 감지 장치 및 이를 포함하는 재밍 감지 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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