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드론 내비게이션 기만 기술

2023-10-07

드론을 표적으로 삼은 항법 기만이란 일반적으로 특정 기술 수단을 사용하여 불법 드론에 인위적으로 설정된 허위 위협 항법 정보를 주입하여 드론 자체 위성 항법 시스템이 위치를 잘못 판단하게 하고 잘못된 경로 계획 및 비행 제어를 수행하여 목표 달성을 달성하는 것을 의미합니다. 드론을 몰아내거나 지정된 장소에 강제 착륙시키는 목적. 현재 주류 드론이지구위성항법시스템(GNSS) 항법 정보의 주요 소스인 항법 기만 기술은 모든 드론, 특히 민간 드론에 거의 영향을 미칠 수 있으며 적용 가능성이 좋습니다. 실제 사용에서 지상 드론 항법 유도 장비는 일반적으로 실제 드론 GNSS 신호와 어느 정도 유사한 의사 항법 신호를 방출하여 관련 사용자가 수신 단말기에서 이러한 의사 항법 신호를 수신하고 계산하도록 강요하여 드론이 거짓 정보를 얻도록 만듭니다. 위치, 속도, 시간 정보가 숨겨져 있어 효과적으로 탐지할 수 없습니다. 항법기만은 항법 간섭과 다르다는 점을 지적해야 합니다. 내비게이션 억제 간섭은 일반적으로 고전력 방해 전파를 사용하여 다양한 유형의 억제 신호를 전송하므로 대상 수신기가 정상적인 내비게이션 신호를 수신할 수 없게 되고 사용자가 내비게이션, 위치 확인 및 타이밍 결과를 얻을 수 없게 되어 내비게이션 시스템을 사용할 수 없게 됩니다. 항법기만은 대개 너무 강한 전송 전력을 필요로 하지 않고, 은폐성이 양호하며, 관련 사용자가 어느 정도 잘못된 방향으로 항법하도록 유도할 수 있다는 사실로 인해 항법기만은 실제로 좋은 응용 효과를 갖습니다.



현재 드론에는 두 가지 주요 내비게이션 기만 기술이 있습니다.

1) 사기성 전달

이름에서 알 수 있듯이 순방향기만은 속이려는 대상 주위에 GNSS 수신기를 배치하고 실제 GNSS 신호를 저장하고 대상에 전달하여기만 효과를 얻는 것을 의미합니다. 일반적으로 신호 수신, 저장, 처리 및 전달 과정에서 신호 도착 지연이 불가피하게 발생하기 때문에 전달 간섭은 지연에 사람의 지연이 있는지에 따라 직접 전달 속임수와 지연 전달 속임수로 나눌 수 있습니다. 순방향기만 재밍은 실제 신호를 직접 전달한다는 사실로 인해 현재 신호를 수신할 수 있는 한기만이 수행될 수 있음을 의미합니다. 따라서, 특히 GPS M(Y) 코드의 구체적인 구현 세부사항을 이해하지 않고는 신호 의사코드의 구조를 미리 알 필요가 없습니다. 따라서 군용 GPS 신호는 직접적으로 속일 수 있습니다. 그러나 전달된 속임수 신호가 수신기에 도달하는 지연은 항상 실제 신호가 도착하는 지연보다 크기 때문입니다. 기만 과정에서 의사 코드 구조를 변경할 수 없고 의사 거리 측정 값만 변경할 수 없기 때문에 동시 순방향기만 간섭의 제어 유연성은 상대적으로 낮고 종종 더 복잡한 순방향 지연 제어 전략이 필요하며, 또한 특정 제한 사항이 있습니다. 전달 장치의 배포 위치. 이미 GPS 신호의 안정적인 추적을 달성한 수신기의 경우 순방향기만 재밍은 대상 수신기 안테나의 위상 중심에서 순방향 신호와 직접 신호 간의 지연이 의사 코드 위상으로 인해 1칩 미만인 경우에만 효과적입니다. 시계가 실제 신호보다 뒤처져 있습니다. 또한, 연구에 따르면 GPS 수신기는 일반적으로 여러 위성 신호(보통 10개 채널 이상)를 수신하므로 속임수 중에 여러 위성 신호를 수신하고 전달해야 하는 경우가 많습니다. 그러나 실제로 단일국 및 단일 안테나 방식을 사용하여 포워딩을 수행할 경우 4채널 이상의 위성 신호(4개 채널 제외)를 동시에 포워딩하는 것이 불가능한 경우가 많고, 하나의 포워딩 스테이션에서 여러 신호를 포워딩해야 하는 경우가 많아, 종종 많은 양의 포워딩 스테이션이 발생하므로 포워딩 스푸핑 신호도 쉽게 감지됩니다. 따라서 정방향 스푸핑의 사용은 실제로 제한되는 경우가 많습니다.



(2) 생성적기만

생성기만의 기본 원리는 기만 장치를 사용하여 사용자가 미리 정해진 예상 사용자 위치에서 수신해야 하는 GNSS 신호의 코드 위상 지연, 반송파 도플러, 항법 메시지 등과 같은 필수 매개변수를 실시간으로 계산하는 것입니다. . 이를 기반으로, 그 지점에서 거짓 GNSS 신호가 생성되어 송신 안테나를 통해 기만 대상에 방사되고, 거짓 신호의 전력 이점으로 실제 GNSS 신호를 마스킹하고, 지정된 의사 코드 위상을 점진적으로 추적하여 캡처하도록 하며, 속이는 대상이 잘못된 의사 범위 측정 값을 얻을 수 있도록 속이는 신호의 반송파 도플러를 사용하여 잘못된 위치 정보를 계산하여 궁극적으로 속이는 목적을 달성합니다. 이 방법의 기본 원리는 다음 그림에 나와 있습니다.


생성적기만을 위해서는 의사 코드 구조, 항법 메시지 등과 같은 GNSS 신호의 데이터 및 주파수 구조에 대한 완전한 이해가 필요하므로 P(Y) 코드 신호에 대한 생성적기만을 구현하기가 어렵습니다. 생성적 기만 재밍은 자체 장치를 사용하여 기만 신호를 생성하고 GNSS 시스템에 의존하지 않기 때문에 기만자는 항법 메시지와 신호 전송 시간을 자유롭게 결정할 수 있으며, 이를 통해 기만 신호가 지연되거나 수신기에 도달할 수 있습니다. 또는 실제 신호보다 앞서 있습니다. 따라서 생성 간섭은 도착 실험 측정 값 변경, 위성 천문력/알마낙 변조 등 다양한 수단을 통해 대상 수신기를 속일 수 있습니다. 또한 GNSS 신호는 실제로 특정 코드 주기에서 반복되는 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 신호이기 때문에 연구에 따르면 생성기만 신호는 가장 긴 의사 코드 주기(GPS L1 신호의 경우 1ms) 내에서 코드 위상을 실제 신호와 자동으로 일치시킬 수 있는 것으로 나타났습니다. ), 수신기 의사 코드 추적 루프를 당겨 실제 신호보다 약간 높은 전력을 통해 속임수 신호를 추적합니다. 동시에, 속임수 신호의 의사 코드의 순환 반복 특성으로 인해 한 의사 코드 주기 내에 속임수가 성공하지 못하면 속임수 신호는 대상 수신자가 도달할 때까지 다음 의사 코드 주기에서 자동으로 견인을 구현할 수도 있습니다. 성공적으로 안내되었습니다. 속임수 신호가 대상 수신기의 의사 코드 추적 루프를 성공적으로 끌어오면 간섭 당사자는 전송된기만 신호의 의사 코드 위상을 조정하여 대상 수신기의 타이밍 및 위치 확인 결과를 제어할 수 있으며 이를 통해 대상을 속이는 목표를 달성할 수 있습니다. 수화기. 따라서 이 방법은 수신기의 현재 상태에 대한 요구 사항이 높지 않습니다. 이는 캡처 상태의 수신기와 정상 상태 추적 상태의 수신기를 모두 속일 수 있습니다. 따라서 생성기만의 실용성이 더 강한 경우가 많습니다.


사회 생활 및 군사 응용 분야의 다양한 측면에서 위성 항법 시스템의 심층적인 적용으로 인해 위성 항법 수신 단말기가 잘못된 신호를 수신하고 잘못된 타이밍 및 위치 결정 결과를 얻는 것은 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 따라서 항법기만 기술을 활용한 드론 대응 사례는 지속적으로 증가하고 있다. 2011년 12월 4일, 이란 방공군은 이란 동부 국경을 따라 미국의 "RQ-170" 무인 정찰기를 포획하기 위해 기만 기술을 사용했다고 주장했습니다. 이 보도가 사실이라면 무인항공기 대응에 항법기만 기술이 적용된 첫 사례가 될 것이다. 언론 보도에 따르면 러시아는 전자전 기술 및 장비 강국으로서 최근 몇 년간 GPS를 겨냥한 기만 기술을 광범위하게 사용했을 가능성이 높다. 미국의 비영리 단체인 C4ADS에 따르면, 최근 몇 년간 러시아에서는 거의 10,000건에 가까운 GPS 사기 사건이 발생했으며, 특히 푸틴 러시아 대통령이 민감한 지역을 방문할 때 사기성 GPS 신호가 주변에 나타날 것입니다. 또한 모스크바, 특히 크렘린 근처에서 관광객들은 자신의 위치가 32km 떨어진 공항으로 반복적으로 지정되었다고 보고했습니다. 러시아의 이러한 접근 방식은 NATO GPS 유도 무기의 공격을 피하기 위한 방어 조치로 널리 간주됩니다. 분석에 따르면 러시아군은 아마도 부분적인 GPS 기만 기술을 사용했기 때문에 시리아의 군사 기지를 표적으로 하는 드론 클러스터 공격을 반복적으로 저지할 수 있었던 것으로 나타났습니다.