국외훈련개요 훈련국 영국 훈련기관명 영국왕실항법학회 년국제컨퍼런스 훈련분야 최신전파항법국제동향파악및아국대응전략수립 훈련기간

국외훈련결과보고서 최신전파항법국제동향파악및아국대응전략수립 2017 년 해양수산부국토교통부 과학기술정보통신부

목 차 훈련결과보고서요약서 1 훈련기관개요 5 Ⅰ. 서론 6 훈련과제및내용 6 훈련계획 6 Ⅱ. 본론 8 정책추진현황 8 ➀ 해사안전분야 정책추진현황 8 ➁ 국토측량분야 정책추진현황 42 ➂ 전파교란대응분야정책추진현황 56 최신 기술국제동향 74 ➀ 74 ➁ 무인 자율화시스템 91 ➂ 센서및데이터융합 94 Ⅲ. 결론 98 Ⅳ. 참고문헌 100

훈련결과보고서요약서 훈련자 해양수산부항로표지과 해양수산사무관 이병곤 해양수산부국립해양측위정보원 해양수사주사보 임영민 해양수산부국립해양측위정보원 해양수산서기 권민우 국토교통부국토지리정보원 시설서기 박서희 과학기술정보통신부중앙전파관리소 방송통신주사보 유원석 훈련국영국훈련기간 훈련기관 영국왕립항법학회 국제컨퍼런스 훈련구분 부처간협업과정 훈련목적 최신전파항법국제동향파악및아국대응전략수립 보고서매수 영국왕립항법학회 국제컨퍼 런스 는영국의대표적 분야연구성과를발표하는학회로 주요내용은아래와 같음 내용요약 ➀ 유럽의강건한 위치 항법 시각정보 체계구축을위한 체제 보강항법인프라및다양한전파교란의탐지 완화기 술동향 ㅇ 에대한영국의경제적파급효과 를 일간사용불가 시 조원 의경제적손실예측 - 1 -

해양분야의경제적손실은 수준이며 경제적손실이 전혀없는분야는 위치기반서비스 분야및항공분야 을포함한다양한대체항법시스템 백업 의소개및발표를하고 대체항법시스템에대한투자는비용편익 이상으로평가분석함 ㅇ최신 관련기술동향 구글 안드로이드 스마트폰의원시데이터활용방법 소개 및내 외부안테나를활용한 성능비교분석결과 발표 기존의대기오차기반전리층산란 신틸레이션 분석방법이 아닌실제와유사한환경으로모델링한분석방법을제안 ㅇ 를이용하지않는항해방법소개 선박에서다양한방향으로펄스를발사하여탐지된물체에대해 전자해도에선을긋고오차삼각형을생성하는항법기술 소개 - 2 -

ㅇ고정밀측위 와 위성을조합하여 측위의정확도향상및 수렴시간감소에관한연구성과발표 ㅇ전파교란관련대응기술분야 재밍탐지장비와카메라를조합해정확한발신원의 위치를탐색하는전파시각화장비를소개 스푸핑공격이가능한저가장비소개 정상신호와 비교결과발표및회피방법을소개 ➁ 무인 자율주행자동차및드론과첨단인공지능이결합된최신 연구개발등산업계동향 영국의정밀측위서비스전략 위성관련기술의확장 잠재성을인식시키는것이중요하며 향후 와 를결합한무선네트워크활용기술도입 필요성제기 정부가아닌민간기업이제공하는 데이터의신뢰성 문제고려해야한다는의견제기 해양자율항해시스템규정제정을위한 에워킹그룹을 설립하고 관련연구를수행함 - 3 -

ㅇ무인 자율주행기술 항공기 공항 창고 운송차량등상호연결된자율운송수단의 효용성및가상물리시스템의사이버공격등현안과문제점제시 자율주행차의핵심기술로서인공신경네트워크활용을 통해차량스스로학습하는방식인 딥러닝 을소개 자율주행차와관련한영국국민들의생각 안전 기술 필요성등 을 알기위해실시한설문조사결과를참석자들과공유함 ➂ 위성항법시스템 의이용없이센서등으로실내 지하공 간에서위치기반기술및빅데이터를활용한융 복합기술동향ㅇ융 복합기술 스마트폰에서 증강현실 기반으로레저보트의이동경로 속도정보등을이용하여위험지역접근시알람 경고제공기술소개 무인항공기 를활용한항로표지광도측정기술소개ㅇ항법장비 센서 기술 다중스펙트럼신호 를사용하여 급의 위치오차를연산한연구결과발표 사람의 차원적움직임이기록되는동작기반모델링기술 소개 - 4 -

훈련기관개요 영국왕립항법학회 2017 년국제컨퍼런스 (The Royal Institute of Navigation, International Navigation Conference 2017) 연구기관 ( 본사 ) 1 Kensington Gore London SW7 2AT (http://www.rin.org.uk) ( 컨퍼런스 ) Hilton Metropole Hotel, Kings Road, Brighton, BN1 2FU, United Kingdom (http://www.internationalnavigationconference.org.uk) 1947 년세계 2차대전승리이후, 전쟁에서항법시스템의중요성을인지하여설립 * 되었으며, 1972년영국왕실의승인을받아왕립항법연구소 (Royal Institute of Navigation) 로격상되었으며, 2007년에는왕립헌장 (Royal Charter) 을획득함 설립이후항법및안전에관한순수과학및실용적인연구를수행하고있으며, 다른유럽의주요기구와도협력 상생적인관계를유지하고있음 현재는위성항법시스템을활용한해양항법뿐아니라육상항법등다양한범주에 대해다루고있으며, 세계적수준의저널 (Journal) 발행및전유럽국가가참여하는 국제컨퍼런스를매년개최하고있음 본부조직 (London), 영국내지사 (Anglian, East Middle, Irish, North West, Scottland, Solent) 및최신위성항법시스템등과같이다양한관심분야를연구하는 10 개의 SIG(Special Interest Group) 로구성 B Taylor ( 의장 ) John Pottle ( 사무국장 ) Sally-Anne Cooke ( 컨퍼런스담당 ) 전화 : 44-20-7591-3134 FAX: - E-mail: conference@rin.org.uk - 5 -

Ⅰ. 서론 1 훈련과제및내용 ➀ 훈련과제 전파항법시스템선진정책추진을위한관계부처간공동으로최신국제동향 파악및선진기술습득 ➁ 훈련내용 주요국전파항법정책동향및응용기술동향파악 새로운 영역및시장기술동향 현대 시장과위협등최신기술 과학정책 전파교란위협대응및대체항법시스템활용방향 2 훈련계획 ➀ 훈련목적 해양수산부 국토교통부 과학기술정보통신부는국내 상시관측소를협업 통합 하여운영중인주요기관으로서 향후국제기준에부합하는인프라고도화및차세대응용솔루션개발을위해 국제컨퍼런스에참여하여최신해외동향과선진기술습득이필요 각기관의위성항법시스템관련정책및전파교란위기대응업무를맡고있는 직원들을선발하여글로벌한시각및기술능력배양 - 6 -

➁ 훈련필요성 국제기구의전파항법관련국제기준강화및기술개발에따라 적극적으로 최신전파항법동향및선진정책을파악해향후아국의대응전략및정책수립에 반영하고자함 해양수산부는국내기술로 시스템구축 연구개발 을추진하고 있으며 선진화된기술개발동향및정책동향파악이필요 전파간섭에취약한 의대체항법시스템인 구축사업과관련하여 포럼에참석하여최신기술동향조사필요 해양수산부가현재운영중인전파항법시스템의고도화및현대화계획수립을 위해선진시스템및연구개발동향을조사하여반영하고자함 국토교통부는전국토에대한공간정보취득및제공하는기관으로서무인 자율 주행등 를활용한차세대응용산업동향파악필요 과학기술정보통신부는국가전파교란위기대응주관기관으로서 의취약성 및각종전파교란기법 재밍 스푸핑등 및사이버공격의최신동향파악필요 ➂ 훈련국가및훈련기관선정의적합성 영국은유럽의 시장을주도하는선도국가이며 위성항법시스템체계인 및 의핵심기술연구및개발을담당하는기관및전문가가 포진되어있음 특히영국왕립항법학회 는영 연방의탄력적이고강건한위성항법 시스템의발전및미래융 복합기술개발을주도 ➃ 기대효과 주요국의전파항법시스템정책동향 기술개발현황파악을통해아국의정책 수립및급변하는대체 보강항법시스템기술대응 하드웨어 응용기술성과와상용화서비스파악으로최신 산업기술동향파악 자율주행 인공지능및데이터융 복합기술에대해유럽의개발동향을전파 하여향후국내 시장의성장동력마련 - 7 -

Ⅱ. 본론 1 PNT 정책추진현황 ➀ 해사안전분야 PNT 정책추진현황 위성항법보정시스템 고도화 초기위성항법보정시스템구축 - 국제해사기구 및국제항로표지협회 는항만입 출항로 및연안협수로항해선박의안전운항을위해 위치오차를 이내로 보정하여실시간으로정확한위치정보제공을위한위성항법보정시스템 을설치 운영토록권고하고있음 - 시스템은 의오차를보정할수있는보정정보를생성하여중파를 통해 보정정보서비스수신이가능한사용자에게전달하고 사용자는 이를이용해 를이용한측위의정확도를높일수있는방법임 - 해양수산부국립해양측위정보원에서는항만입출항및협수로통항선박의 안전운항과내륙측위서비스제공을위하여국립해양측위정보원 대전 과 기준국 개소 감시국 개소를구축해대한민국전 국토에 서비스를 제공중에있음 - 8 -

위성항법보정시스템 중파기반 서비스현황 대역의중파방송으로 로 표준 버전 의보강 정보를방송함 국제적으로해당주파수대역 은해사안전을목적으로한위성전파항법보강서비스 및 를위한대역으로국제항로표지 협회 에서할당하고있음 주요이용분야 이용자 선박 어선 관공선 수로기술자 인천국제공항 한국전력 산림청및지방국유림관리소 이용목적 연안항해 협수로항해시정확하고신뢰성있는측위에사용 설치된어구를찾아내는데활용 정확한어장구역을관리함으로써 안전한항로확보에이용 수심측량 간출암조사 해저지형조사 항해위험물조사 지질조사와해류관측시해상위치측량에이용 가불가능한경우 해안선측량에도 를이용 공항내활주로노면의유지관리를위한시스템 활주로노면의이상유무를점검하는차량에 를이용 팔미도기준국으로부터실시간보정방송을수신하여 이상발생지역의정확한위치기록에이용 해저케이블의포설및매설시 수신기장착선박을이용 해저면에산재된장애물위치표시에이용 조림 육림사업 임도시공을위한사전조사 산불 병해충지역조사 입산통제구역관리단속및예정지조사 임도 등산로 경방탑 사방댐 대피소등의시설물관리 - 9 -

국외위성항법보정시스템서비스현황 총 개국가에서 개의기준국이운영중임 국제항로표지협회의 기준국표기준 유럽 중동 국가명 수 국가명 수 아제르바이잔 바레인 벨기에 쿠웨이트 불가리아 오만 체코 사우디아라비아 덴마크 터키 에스토니아 아랍에미리트 핀란드 아시아 프랑스 국가명 수 프랑스령기니아 방글라데시 독일 중국 아이슬란드 홍콩 아일랜드 인도 이탈리아 일본 라트비아 말레이시아 리투아니아 싱가포르 네덜란드 대한민국 노르웨이 대만 폴란드 태국 포르투갈 오세아니아 루마니아 국가명 수 러시아 오스트레일리아 세르비아 북아메리카 스페인 국가명 수 스웨덴 캐나다 우크라이나 미국 영국 버뮤다 아프리카 남아메리카 국가명 수 국가명 수 이집트 브라질 파나마 푸에르토리코 구축국가 미국 영국아일랜드 독일스웨덴호주일본 운영기관 해상보안청 - 10 -

미국 년대말 의표준측위서비스는연근해혹은항만출입구 에서의항법을위한시스템이갖추어야할정확도와무결성감시조건등을만족시키지못하였는데 이때미국해안경비대 가 에의한오차를상쇄하여측위성능을향상시킴으로써해사안전요구사항을지원하기위한목적으로 의개발에착수함 개소의 기준국이운영됨으로써 미국 알래스카 하와이와푸에 르토리코의항만과수로에 가서비스됨 년미교통부 는 시스템을내륙 으로확장하는것을허가하였으며 그결과로 개의내륙기준국이 네트워크에추가되었고 이들 기준국은미군공병대 가제공하는 개의기준국서비스와함께 전국망 로알려지게됨 년총 개 년기준 개소 의기준국으로구성된미국의 는미국국토안보부 의해안경비대 교통부 국방부 의미군공병대에의하여운영됨 아래그림과같이미국국토의 에해당하는범위에단일기준국서비스가 제공되며 의가용성을보장함 - 11 -

다중기준국에의한서비스범위는미국국토의 에해당하여 이부분 에서는 의가용성을보장함 그러나 년 월 위원회에서미국은 기준국의단계적인운영중단계획을발표했으며 총 개송신국중 년 개소 년 개소 년 개소를중단할예정임을밝힘 영국 아일랜드 영국의 가 년부터 서 비스를제공하였으며 년 월 일운영능력을달성함 영국본토와웨일즈에 개소 스코틀랜드에 개소와아일랜드에 개소를포함 하여총 개의기준국네트워크가형성되어있음 - 12 -

중파를이용한서비스로 영국과아일랜드해안으로부터약 마일까지가 범위임 독일 독일은총 개의상시관측소와함께독일주변국의총 개의기준국망을 활용하고 서비스 서비스와 상시관측소 서비스를제공함 는독일의연방공화국 개주의측량기관들의실무그룹에의한연합프로젝트이며 에의하여공동으로운영및서비스됨 는인터넷을이용한 서비스로수평측위정확도는 미터 수직측위정확도는 미터수준으로알려짐 아래그림과같이 총 개소의 기준국에서 형식의 와 보강정보를 을이용하여서비스함 - 13 -

스웨덴 년스웨덴국립토지측량국 과온살라천문대 는후처리용 및 원시데이터확보 및 보정데이터 국가기준점의정밀한위치관리 지각변동의과학적 연구 통합시스템관리등의목적을위해 를공동 구축함 는 년기준국간에평균거리 인 개의 상시관측소를 시작으로 년 월기준국간에평균거리 인총 개의 상시 관측소로구성됨 서비스 는 년부터서비스를제공하기시작하였으며 라디오의 채널을이용하여보정치를전송함 스웨덴전역에서 정밀도의서비스를제공하며 사용요금은 임 호주 호주의 는상업적인해상운송 안전을첫번째목적으로 의개발에착수했으며 년 월 개소의 기준국네트워크를완성함 - 14 -

는 는중파 를이용한서비스이며 각기준국의 서비스범위는 해리임 총 개소의기준국은 등주요항만과 와 해역을포함한대부분의호주연안에서비스됨 폴란드 해양 비컨기준국 개소외에원거리감시국 개소가 년에구축됨 와 에 개소의기준국에서중파를이용한서비스중이며 기준국은서비스하지않는상태임 기지국 개소가추가로구축되었으며 서비스도제공하고있음 - 15 -

오스트리아 도나우강에는 기준국및무결성감시를위한감시국과함께 기지국이구축되어있음 기준국 비컨시설은없음 개소와감시국은 개소임 기지국 개소 감시국 개소포함 는 기지국마다개별로 보정정보를제공하는기능을가지고있음 여기서보정정보는 기법으로품질을감시하며 원거리감시를위해 개소의원거리감시국이구축됨 추가로 기능및 서비스가이뤄지고있음 헝가리 총 개소의 기지국을기반으로 기지국 개소 감시국 개소를설치하여운영중임 기지국 개소는무결성감시를자체적으로수행하고있지않음 따라서보정정보의무결성은 기법으로원격의 개소 에서별도로점검하고있음 - 16 -

다양한위성항법보정시스템으로고도화 현재까지의 기준국시스템은 에서정의한 버전 를기반으로구성되어있으나 버전 으로는 의 보정정보만을일반사용자에게서비스할수있음 버전 가제정되던 시점과는달리현재는미국의 외에도러시아의 유럽의 중국의 일본의 등다수의측위위성들이존재하며이들을 이라칭하고있음 기존 기준국시스템이따르고있는 버전 로는각 를지원할수없어 에서는이들의보정정보를생성 서비스할수있도록 버전 안 를제공하고있다 버전 은다양한 를지원할수있도록기존의 버전 와는그구조가상당히크게바뀌었음 - 17 -

버전 와 의큰차이는지원하는 메시지버전이달라졌다는 것임 버전 에서지원가능한 가늘어남에따라 이들 의 보정정보를일반사용자에게전송할때사용되는전용규약인 메시지 표준역시변경되었음 현재까지 기준국에서표준으로사용하고있는 메시지의버전은 으로 이버전에서정의하고있는것은 와 의보정정보메시지프로토콜뿐임 이에 에서는 버전 을제정하고동시에 메시지표준을변경하면서 그버전을 로정의 함 즉 기존의 메시지 버전은 와 위성에대한보정정보를 메시지 버전은 모두를지원할수있게된것임 따라서 기준국에서다양한 에 대한보정정보방송을서비스하기위해서는 버전 기반으로운영함과동시에 메시지버전 를사용하여야함 - 18 -

현재까지는기존의미국의 뿐아니라 버전 에러시아 보정정보를메시지 번으로해양기준국 개소에서시범적으로서비스하고있음 특히 메시지 번을통해 와같은 를한번에하나씩만을지원하던것을 개의 데이터모두를동시에처리하고 각 보정정보를실시간으로생성하여 서비스할수있는체계를도입하는등시스템을고도화하였음 정보의표준화현황 보강정보표준화는 에서주도 최근표준화문서 버전 버전 현재는 보강정보를위한표준인 버전 를개발하여초안을검토중에있으며 년채택을목표로하고있음 버전 - 19 -

버전은 년에시행된위원회에서채택됨 버전은코드에관한 정보를포함하고있으나 반송파나 에관한정보는포함되지않음 의위치정밀도는미터급임 버전 센티미터수준의정밀도가요구됨에따라서 년 위원회는반송파 보정정보를제공하는 을제정함 은 에포함된모든내용을유지하고있으며정밀도향상을 위한반송파정보가포함되도록개선된형식임 에서는반송파보정정보가없는 번과보정정보를담고있는 번메시지가중요한역할함 번과 번메시지는 번메시정보의정밀도를높여주는역할을하게 되며 따라서적어도 코드관측에관한정보가있어야함 버전은기존에비해더많은정보를포함하고있어보다높은 정밀도를가진다는장점이있으나 개의 위성의정보를위한용량은 비트이상이며 번과 번메시지의형식은 번과 번과동일하여 용량이크다는것이단점임 의보정정보를이용한위치정밀도는센티미터수준에달하며 기준국과의거리에따라서 씩그정밀도가저하됨 버전 버전은 년 월 일 위원회에의해제정되었으며 버전을기반으로위성항법체계의다원화에대응할수있는형식을제 정했다는데에가장큰의미가있음 버전에서는러시아의위성항법체계인 에대한정보를 추가함 에대한보정정보는 번부터 번까지의메시지에전송되며 위성과구별하기위하여특정플래그를넣음 - 20 -

버전 버전은 년제정되었으며 측지학적적용을위해서 번메시지인안테나형태의정의와 번메시지인안테나기준점 이추가됨 번메시지는 버전의형태를그대로유지함 버전 년 월 이 서비스를위한규약 으로발표됨 의패리티체계는대역폭의낭비가심하다는단점과패리티의 와 사이가독립적이지않다는단점이있었고 패리티를위해 많은비트 를이용함에도불구하고실제메시지의무결성 은 높지않았음 은이러한단점을보완하기위한의도에서개발되었으며 주로 수행을지원하기위하여고안된메시지들로구 성됨 은 나 의수행을지원하는메시지를지원하고 코드 반송파위상 안테나변수들그리고임의의시스템변수들을포함함 은 표준모델로부터채택된계층간접근방법을사용하여디자인됨 이규약은 그리고 계층상에메시지형식으로정의됨 데이터링크 와물리적계층 의수행은서비스제 공자들이적절한응용을위해사용하도록남겨둠 고효율의 은충분히감소된대역폭으로 서비스를지원하는 것이가능함 버전 방송은미국의 러시아의 유럽연 합의 를포함하는 위성으로부터얻은정보를보강시키는 데이터를포함함 - 21 -

방송된 메시지를정확하게알고있는위치에설치한수신기에적용 하면수평위치정밀도를실시간으로수미터또는수센티미터까지개선할수있음 일반적인차분방식을사용하면 그데이터는대기효과를줄이고 위성궤도 궤도위치와위성시계 데이터의정밀도를개선시키는의사거리 대 략적인수신기와위성의거리 보정치를포함하고있음 버전 은코드와반송파관측치 안테나및표시자 부가시스템요소를포함하여 와 운영을지원하는메시지를제공함 - 22 -

구성요소 메시지 라명명한 에서 까지의메시지형태는기존의 단일기 준국 와 운영을지원함 네트워크 같은새로운응용분야를지원하기위한많은메시지형태는 의초기배포판에서는수용하지못함 - 23 -

그럼에도불구하고 문서는메시지형태를다음과같이 개의집단으로분류함 네트워크보정 간결한보정 차분보정 차분보정 라디오비콘궤도력 문자 위성궤도력 전용메시지 간결한 보정메시지는 에서이미표준화된것으로계산된 기하학적거리와조정된위상거리와의차를전송하여메시지의데이터 비트수를더욱감소시킴 의메시지형태 고정된메시지헤더 메시지길이정의 실제메시지 비트 를구성하는새로운구조를정의하는 은표 과같음 변수길이데이터메시지의범위는 바이트임 메시지헤더부터변수길이데이터영역까지는시드 을사용하는 일반적인형태이고 비트퀄컴 는메시지의끝에위치함 표준 문서에이 알고리즘의자세한설명이 기술되어있음 버전 은여러위성항법시스템의통합을고려하여설계되었고 버전 의문제점이수정되었음 비트의패리티뒤에 비트의데이터를포함한 비트워드를사용하는 대신에패리티구조는다양한길이의메시지끝에 비티의 를사용함 바이트로제한을하고 각메시지는다른것들과독립적임 - 24 -

에사용하는퀄컴 비트 는오류뿐만아니라모든채널비트오류확률이 미만인 경우에보호하지못하는불규칙오류 에대해서보호기능을 제공함 - 25 -

유연성 메시지는관측치 관측소좌표 안테나정보그리고보조운영 정보등 집단으로구성됨 각집단의다양한메시지형태는유사한정보를포함함 메시지 은서비스를제공하기위해필 요한최소정보를포함하고 메시지 는차분 서비스성능을향상시키기위한부가적인정보를포함함 보강정보표준의새로운이슈 은해양 표준과정밀항법보강서비스를위한표준의필요성에 대해인식하고 표준화에착수함 해양 표준이결정되면 해양항법분야에서의 이용에가장큰 제약이라고여겨왔던정보표준장벽이무너지게됨 - 26 -

정밀항법보강서비스에필요한정보표준을제정하기위해올해 월 일본 정밀항법서비스관계자의의견을청취하고 관련표준제정을개시함 국제항로표지협회에서추진중인 기반의항로표지표준화 국제항로표지협회는표 과같은 시리즈의정보표준을개발하고있으며 이중에서는 해양서비스를위한정보와관련된다음의표 준이포함되어있음 시스템구축 위성전파항법백업시스템필요 와같은위성전파항법시스템이 활용분야에서차지하고있는비중이 높아지고있음에도불구하고 전파간섭에의해발생할수있는불능상황에 대한취약성이지속적으로지적되고있음 이에따라미국 유럽연합 러시아 인도등의국가들은국가안보및우주산업의 일환으로 위성전파항법시스템에전적으로의존하지않고자국에적합한독자 적인항법시스템을개발구축하고있는상황임 백업시스템으로서 의위상 의백업가능성이있는것으로알려진다양한항법중 위성항법과완 전히독립적이면서도백업기능이있으며 의개발과구현을지원 하는시스템은 이유일한것으로알려짐 - 27 -

국외 관련동향 미국 미해안경비대가 시스템운영 시스템을단일항법시스템으로전환하고자 년기준으로단계적인 종료결정 년 중단을대비하여자국의 보완책으로 시스템을채택공표 오바마행정부출범과미국발금융위기등으로 및 전환 예산이대폭삭감되며 국토안보부 가 까지미국내모든 송신국의단계적송신중단발표 및 송신안테 나해체및철거시작 의창립자 가 는항법에서단언코가장중요하고특별한의미가있는 연방정부의원조 라주장 미국 시스템이민간부문원조와세금 천만달러만으로구축가능하다고설득 미국국회청문회 미의회는 불능시백업시스템으로서 인프라의철거및해체를 방지하기위한국토안보부 해안경비권한법통과 국토안보부가 구축을위해공공기관및민간단체와의협력 계약명시 중단결정재검토 조사위원회운영진안건에 을추가하며미국정부기관들이 백업용으로 을출범하도록처리 미국방부가 개이상의 수신기제조가능회사탐색 - 28 -

미국 기반시설보존법령제정 미교통부가 대체용 시스템의이행에관한 잠재적계획 에대한공공의의견요청 마감 국토안보부와미해안경비대가 및 사와 협정 상호협력적인연구개발협정 체결 미국뉴저지 송신국이 신호를출력하기위해재송출시작 년간 마일범위내수신가능한신호를송출하며 미국내 정보제공을위한기반 국토안보부과학기술부서 뉴욕증권거래소 금융거래를위한정확한시각동기기술로써 실증 백업시스템으로써 에대한국방부의미온적태도에미상원압박 신호역시재밍에취약하며 현재 수신기가상용화되 었음을강조 미육군이 을의사위성 으로정의 을 시각동기의단기적대안으로사용할것을권고 우주기반 국가집행위원회 - 29 -

미국 송신국 개소에서열흘간시험운영실시 기존송신안테나보다적은면적을요하는신제품안테나특허획득 안테나높이절반감소시 소요대지면적 로감소 미의회국토안보부법령 조가결 현재미국내 구축가능송신국은총 개소 캐나다는모두해체됨 미국뉴욕증권거래소에서 을활용하여정밀시각정보활용시연에성공 - 30 -

유럽 - 영국 개소를제외한유럽 기지국전면운영중단 프랑스 노르웨이 덴마크 독일 기지국신호송출중단 영국 송신국운영유지 은 개이상의송신국이있어야위치측정이가능 중시각동기 및메시지전송역할 향후 년간운영지속 재밍 간섭의경우대체가능한시각동기서비스로써상업적개발이 가능하며 신호가닿지않는지하 건물내서비스가능 노르웨이 기반시설해체중단 불능시국가안보위협문제로인해백업으로써 시스템필 요성대두 시각동기목적으로 사용에대해영국과논의 현재유럽에 구축가능한송신국은영국 독일 덴마크각 개소 프랑스 개소 노르웨이 개소이며 향후시각동기또는주파수동기기능 수행가능 초소형복합 수신기개발 - 영국 미국 양회사간협력체계 과도하게단일 시스템 에의존하고있는현상황에서 사이버 및그밖의위험요소발생시주요기반시설을안전하게유지하여항법및시각동기를안정하게제공하는것에초점을맞춤 양회사의전문적인저주파 기술및산업용시각동기어플리케이션 기술결합 기술을사용하여영국 유럽 미국의저주파 네트워 크구축및보존 - 31 -

러시아 우크라이나 시스템과유사한 시스템을독자운영중이며 수신기는 및 신호모두수신가능 통합시스템이행을목적으로현대화중 결합무선항법시스템개발 한 러 체인시행 우수리스크송신국 러시아 시스템이 과유사 로업그레이드예정 장거리무선항법기지국 을 장거리항법레이더 시스템 으로교체 특징 불능시신호대체목적 이용범위제공 운영편리 와동기화가능 단계시스템교체 로시운전 신형수신기는 러시아군 사용가능 현재유럽 시스템이용불가능지역인우크라이나 발트 국 에스 토니아 라트비아 리투아니아 이용범위내존재 인도 인도정부 해운부 는 년 월해사아젠더 을발표하며 체인구축으로약 억루피의예산으로 년도에구축하여 년도에완료를목표로수립함 인도에서도 시스템을가지고있었으나 년사이에송출을 중단하였으나 영국 프랑스 우리나라 사우디아라비아 러시아등의적극 적인움직임에자극을받아 구축쪽으로정책을변경함 사우디아라비아 년대 를구축했으며 년미국방부에서수행한 사막의폭풍 작전에서사용함 - 32 -

이후 년유러픽스데이터채널을부가하고 년제어시스템을개선함 년시제품 수신기입찰했으며 소형송신국을추가로설치하는 것을포함하여 업그레이드예산마련했으나 구축지연상태임 입찰자부족및기술제안사항부족 예산부족 일본 일본은 시스템을현대화하고있는중에있으면서북서태평양체인 인주국니지마송신국에있는기존 를 년도에 등을업그레이드시킴 년 미나미토리시마송신국의운영을중단하고 년 월니 지마송신국의운영을중단하였고 년 월에는게사시와토카치부토송 신국의운영을중단함 중국 중국은총 개의 주종국을시설을이용하여 체인 체인 체인등 개의 체인을운영하여중국의해안에 를서비스중임 체인과 체인의종국역할을수행하던 국에서 시험송신을수행함 국에서송신한 신호의변조결과는양호하였으나 수신기 관련기술개발은더필요하다고밝힘 - 33 -

시스템요구성능 은 및 에대한필요조건을만족하도록정확도 유효성 무결성및연속성등네가지항법성능으로정의 정확도는어느시각에있어도플랫폼의추정 측정 희망위치혹은속도와 진짜위치혹은속도와의일치정도를의미함 유효성은의도한운영을개시할시시스템이규정된기능및성능을제공할수있는능력을의미함 무결성은시스템을항법에이용할수없을시시스템이이용자에게적시의경보를제공할수있는능력임 연속성은의도한운영을하고있는동안예고되지않은중단없이전체시스템 일정구역에서의이용자의위치를제공하는데필요한모든장비포함 이그기능을수행할수있는능력을의미함 데이터채널을통하여시각및주파수정보를제공 제공되는시각및주파수정보는 시간과 의정확도로동기되며 원거리통신의사용자에게필요한제 계층의 표준주파수를만족하도록정의되어있음 장비와의조합및독립운영 은 와독립적으로작동함과동시에조합하여운영할수있어야함 은 와독립적으로동작되며 수신기는 서비스가 제공되는어떤곳에든지이용자의최소입력만으로자동적으로작동되어야함 은 와같은 수의출력과마이크로웨이브가아닌높은출력의 송신기와 신호를사용하기에 신호를방해하는동일한형태의 원인에의하여간섭을받거나방해받지않아야함 소형및저가의 수신기가 장비에내장되어있다하더라도 의고장으로인한충격을완화할수있어야함 - 34 -

활용전망 년 월 일 가발간한 에서 의 백업시스템으로서활용전망을수록 은국제적으로표준화된 시스템으로여러수송분야및기타 여러응용분야에사용될것임 오랜기간증명된일련의 주파수밴드의 시스템중최신의것이며 세기기술을완전하게이용한안정적 인프라임 은항공의비정밀계기접근 해상의항만입구및접근 육상수송항법 위치기반서비스등에서그정확도 이용도 무 결함도 연속도등의성능요건을만족하며 또한텔레커뮤니케이션과같은 시각및주파수동기응용분야에서도필요한성능을제공함 해양항법장비분야 민간선박에측위항법관련장비의백업기기로활용 선박자동식별시스템 은선박정보와선박운항정보 항행정보를무선데 이터통신을통해선박대선박간 선박대육상간에자동으로송수신하는시스템 선박위치측정 시각동기기반의통신에활용되고있으며 장착이의무화되어있음 잘못된선박의측위항법정보가 에제공되면 선박관제는물론이고 타선위치식별오류로인해선박간충돌과같은해상사고의위험도가 높아짐 이러한사고를막기위한방안으로위성항법시스템의백업으로 기반 항법장비를기존항법장비와병합하여활용될것으로전망됨 현재선박에서널리사용되고있는 전자해도표시시스템 는선박에서사용하는종이해 도대신컴퓨터로해도정보와주변정보를표시하는장치이며 항해자의 항해계획과항로감시를돕기위해매순간자선측위항법정보를전자해 도에표시해줌 와마찬가지로잘못된자선의측위항법정보가 에제공되면 항 - 35 -

해자가잘못된항해계획과항로감시를하게하여해상사고를일으킬수있음 따라서항해의오류및사고를방지하기위해선 에측위항법정보 를제공하는위성전파항법기기와함께 기반항법장비가병합되어활용될것으로전망됨 군관선박에측위항법관련장비의백업기기로활용 해경소속의함정및특수정은재난및선박지도등의해상안전관리역할수행 함정및특수정은 수신기의무탑재가능한선박이며 년말 기준으로총 척에달함 항로표지업무용선박으로지방해양수산청소유의표지선 정비선 측정선이있음 항로표지업무용선박은 시스템구축과정에서실질적인테스트베드운영에정책적참여를유도할수있으며 실제시스템구축이후에는 맵의고도화에실질적인기여가가능할것으로예측됨 해양시각동기분야 동기점멸시스템의시각동기 동기점멸시스템 은항로양측에설치된항로등부표의등광을 시각에동기하여동시에점멸시킴으로써 항해자가항로를쉽게인지하도록하는시스템으로 현재는 에시각동기가되어 있음 우리나라의항로표지중동기점멸시스템이적용되는표지로는 해상부표식중측방표지와도등 교량등과교량경간등 양식장표지가있음 선박의자동화및해양교통의전자화에도불구하고항해자는항해시자신의시각에절대적으로의존하기때문에표지의역할은매우중요하고 특히야간및해무환경의해양에서는시각동기화된항로표지의활용이필수적임 은 위성전파항법시스템에전적으로의존하고있는동기점멸시 스템의시각동기의백업시스템으로활용이가능함 - 36 -

기지국및선박간의통신망동기 통신망은전적으로 위성전파항법시스템의시각정보에의존하여 시각동기를맞추고있음 위성전파항법시스템이불능상태에빠지거나 다양한전파간섭에의해성능이악화되면 는제대로된기능을할수없게됨 은이러한 통신망동기의오류로인한선박관제불능상황등을 방지하기위해백업시스템으로반드시활용되어야할것임 복합항법시스템 시스템구축 기술개발동향 미래 에대한 권고 에서 의미래전략은 에만의존하는것이아니라 상호보완적인위치결정시스템의이중화에 기인한보조위치정보뿐만아니라분화된데이터채널및공통보정정보 공급원을제공하는지상기반시스템 의통합할것을권고 의 전세계무선항법시스템 및 전세계 무선항법계획 에서미래지상파항법시스템으로 의 중파 및초단파 이용권고 는해상에서통신목적으로이용되고있는전파신호 를 측위항법시각동기정보를획득하기위한목적으로거리측정을위한매체로 확장하여활용할수있도록하는방법또는기술 현존하는해양전파항법기반시설을이용하여정확한동기화된시각신호를 송신하는기술이 의핵심 는현재해상에서활용되고있는전파신호를이용하여거리측정을 하는방법으로써신규전파항법인프라 기간시설 구축에따른큰투자없이 적은비용으로 를획득할수있는시스템을구현할수있으며 위성전 파항법시스템과는독립적으로구축되어백업시스템의역할을수행할수 있다는장점이있음 해양분야에서이미전세계적으로구축운영되고있는아래두가지무선 시스템을이용한 가현재논의되고있음 - 37 -

송신을위한중파신호 송수신을위한고주파신호 연구사업의 타당성평가사례 년도에 차례에걸쳐서타당성평가를수행함 년 월 일발행 중파 송신기를이용한 의타당성평가 년 월 일발행 송신기를이용한 의타당성평가 년 월 일발행 송신기를이용한 의타당성평가 년 월 일발행 중파 와 송신을조합한 의 타당성평가 타당성평가에서수행된성능결과 복합 의타당성분석결과 신호 신호 신호 관심구역을 부문으로나누어분류하고 의성능을예측함 복합 성능이가장우수함을확인함 중파송신을이용한 는 에서요구하는 요구조건을충족하는백업시스템으로서의역할을수행할수있음 광범위한 를실현하기위해서 수신기를이용한 모든종류의신호를수신하는것이가장좋은방법임 타당성평가에서수행된첫번째방송실험의결과는 가 유효한것으로나타나매우고무적인상황임 - 38 -

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< - 40 -

미해안경비대 미해안경비대는 와 반송파를이용한통합항법시스템기초연구수행 과중파 통합으로 향상을통한위치정밀도개선이 가능하며미래를위해비콘 의항법 시각동기이용을위한연구지속 필요 핀란드수송부 중파전송을통한정확한시각정보전송에대한시험및연구수행 결합가능성연구 지상파전파를이용한거리계산 기능구현의가능성및장점에대한검토결과보고서 구현은 의 가지중요한요소중하나이기때문에 항법기능 을통해 과통합항법필요 백업으로 측위성능을고려 백업으로는 도충분할수있음 결합방식에따른항법성능을측위정확도를시뮬레이션후순위검토 단독항법보다통합항법 주간 및 이측위정확도 이하 가우수 - 41 -

및 는 만족이가능할것으로예상됨 시스템은공중파영향을받지않기때문에주 야간측위성능에차이가 없지만 전파가시거리 특성으로인한이용범위거리에한계를가짐 야간 이용시에는공중파영향으로측위성능제한이발생 이하 또한 위치계산을산출하기위해서는캐리어사이클모호성해결이필요 ➁ 국토측량분야 PNT 정책추진현황 국내 데이터현황 초기 는정확한위치결정이필요한분야인측지 측량 항법분야에서주로 사용되었으나 그응용분야가점차확대되어현재는다양한국가및민간기관에서다양한목적으로활용중 기관업무특성 목적별로다른관리방식채택중이며 그현황은아래와같음 국토지리정보원 국가기준점및 서비스를위해 개의상시관측소를운영하고있으며 수신된 데이터를보완하여실시간 측 량서비스제공중 - 42 -

국립해양측위정보원 서비스를위해상시관측소 기준국 감시국 를운 영하고있으며수신된 데이터는가공 처리과정을거쳐사용자들에게 전송됨 국가기상위성센터 기상예보를목적으로상시관측소를운영중이며 수신된 데이터의신호지연발생정도를분석하여대기중에있는수분량을계산 하고 이를통해기상예보에필요한정보를추출함 - 43 -

한국천문연구원 인공위성의정밀위치계산 전리층모니터링등우주우주 측지및우주대기모니터링을위해서상시관측소를운영중이며 수신된 데이터는처리과정을통해일반인들에게홈페이지로제공중 한국지질자원연구원 지진및단층활동에대한연구를위해상시관측소를 운영중이며 수신된 데이터는각상시관측소의미세변위분석에이용중 - 44 -

한국국토정보공사 효율적인지적측량을위해상시관측소를운영중이며 방식의서비스를제공한다는것이특징임 서울특별시 세계측지계로의좌표계변환과고정밀지적측량의검사 주요시설물에대한변위감시를목적으로상시관측소를운영중이며 수신된 데이터는실시간통신을통해서버로전송됨 지자체및기타 지자체및기타다양한기관에서도측량서비스혹은정밀도 검증등의목적으로상시관측소를운영하고있으며전송된데이터는 를 위한데이터로생성됨 - 45 -

국외 데이터현황 영국 영국 에서는 개의기준국으로구성된국가상시 네트워크를운영중이며 기준국은대략 간격으로배치 신호를포함한 신호수신뿐만아니라 신호를 수신하며 중국 위성의사양에대해서도연구중 - 46 -

은영국전역을대상으로하는 기준국망으로서안정적인국가 좌표계를제공하며 파트너가제공하는 서비스를 통해측량 건설 정밀농업업무등을지원 호주 는호주대륙과남태평양에걸쳐약 여개의상시관측소를운영하고있으며크게 개의네트워크로구성되어있음 호주및경계지역에서의공간데이터를위한측지망을제공하며 지질학적으 로안정적인위치에 수신기와안테나설치를통해운영 관측소는지각운동과해수면상승을분석하기위한자료로활용되며 에제공된다 - 47 -

조석관측과연계한지각의수직변위를모니터링을위해제공되며 해수면 모니터링관측소인근에위치한상시관측소로구성되어있음 측정된수평 수직변위와조석관측센서와정밀수준측량으로연결함으로써 관측소의수직안정성과해수면의절대적인변위를결정 호주대륙의구조와변위를해석하기위한 네트워크와측지인프라를 구축하기위한것으로정밀위치결정을필요로하는과학분야와산업계에활용 호주 상시관측소현황 미국 미국전역에대한 차원위치결정 기상예보 우주날씨및지구물리응용업무를 지원하기위해 데이터를제공하는상시관측소네트워크를운영 총 개가넘는기관들로구성된정부 학계 민간기관은 와데이터를 공유하며 는데이터를분석하고무상으로배포중 또한 에서는상시관측소의등록및네트워크관리업무를전담하며 등의측량관련업무는민간부문에서담당하고있음 - 48 -

북미지역에서의네트워크 는대부분벤더의솔루션을기반으로자체적 으로구축 운영중 스위스 스위스는가상기준점 방식의 를 구축하여운영중에있음 를운영하는지형측량국 은 년 개소의 상시관측소설치를시작으로현재 점 이중한점은오스트리아에위치 의상시관측소를운용중임 스위스지형측량국은웹사이트 의 스 위스측위 페이지를통해서로다른정밀도를 가진다음의두종류서비스를제공중임 는 를구성하고있는 상시 관측소 점을활용한측위서비스이며 사의소프트웨어 를운용하고있으며 정도의정밀도를제공함 처리과정을 살펴보면 관측위치에서의 데이터를 포맷으로중앙서버에전송한후이동국에 포맷의실시간측위보정치를제공하는방식임 을이용하는사용자는두종류의통신서비스방식 - 49 -

중에서하나를선택하여이에따른사용요금을지불해야함 방식을선택할경우는개인휴대폰데이터통신요금만지불하면되며 방식을이용할경우연회비를미리지불하고서비스를이용함 일본 는항법목적으로제공되는서비스로 로 부터계산된보정데이터를 또는 에전송하여 약 의위치정확도제공함 일본에서는네트워크 서비스를 년부터시험적으로운용하기 시작하여 년에는동경지역을시범지역으로선정하여 방식의시범 운용을시작으로다양한분석을시행함 년에는 세가지방법의비교평가를위한시범사업을 수행함 일본의국토지리원에서는 년부터 의 시스템을활용하여 여 개의 상시관측소를활용한네트워크 서비스를제공하고있음 향후 여점의네트워크 서비스를일본전역에걸쳐구축할계획임 일본에서현재운용중인관측소의거리간격은평균 범위이며 관측 소는쵸크링안테나와 이중주파수측지용 수신기로구성됨 자료전송을위한통신망으로는 방식을채택하였고 일본의 상 시관측망의구성은지진및지각변동의예측과감시가 차적인목적임 일본의대표적위치정보서비스의사업자는 주 주 두곳으로써측량협회의설비경비등을분할부담하며가상기준점의 원리에기초하여 서비스를제공하고있음 데이터통합센터활용계획 추진배경 데이터의활용분야가다양해짐에따라위성기준점을기관별로구축하고운영하기시작했고 이에부처간예산중복투자와 서비스이용불편 등의문제가지속적으로제기됨 - 50 -

상시관측소 개소구축시소요예산은약 억원이며 이용자는위성기준점의 지역 내륙 해상 에따라기관별로운영하고있는별도홈페이지를이용해야함 또한기관간업무공유와협력부재로근접지역내다수의관측소가있으며 이용법이서로상이하여사용자의불편을초래 이에따라기관간위성기준점실시간공유 연계시스템구축및표준화마련등을위한정보화전략수립사업을추진 하고 위성기준점보유기관간데이터공유와통합센터공동구축을위한업무협의체를 구축하여위성기준점데이터통합센터구축사업을추진함 관측소와위성기준점의개요 관측소는고정된위치에서연속적으로 위성신호를수신해중앙국 으로전송하는 무인원격관측소 - 51 -

수신된데이터의처리를통해 차원위치정보를산출할수있으며 이를공간 정보 측량 지구물리연구등다분야에서활용 국토지리정보원은 관측소를국가위치기준의최상위등급인위성기준점 으로고시하여국가공간정보의기준으로이용중 측량 수로조사및지적에관한법률 에따라국토교통부장관이정한국가 기준점에서최상의등급의기준점으로명시되어있음 위성기준점의활용 위성기준점의위치좌표를통해국가의위치기준결정및위성측량서비스제공 등공간정보분야의기초인프라로활용 지속적으로위치좌표산출하여국가공간정보의기준 기준좌표계 을확립하고 기술과융합해효율적인위성측량을지원 - 52 -

의효용성으로인해측량등공간정보외기상및우주전파연구분야에 서도적극적으로활용중 과기정통부등다양한기관에서위성기준점데이터를자동으로수신해우주기상연구등개별업무및연구에적극이용하고있음 국내동향 국토교통부 정밀공간정보서비스제공 국가의위치기준확립과국민의토지재산권보호를위해위성기준점등 인프라구축및측량서비스를제공 위성기준점을통해기준계를결정하고 정확도의실시간이동측량서비스를 지원하는등정밀공간정보서비스기반구축 해양수산부 안전항행시스템구현 전국 개소의 관측소및자체측위인프라를통해선박및차량등을 위한안전항법서비스를제공 실시간으로 내외정확도의위치정보를선박및차량사용자에게무상으로 제공하여안전항행시스템구현 과학기술정보통신부 우주기상예보 위성과지구의통신에영향을미치는전리층의감시및예측을위해 신호를 가공해우주기상예 경보서비스제공 위성기준점자료를실시간으로수신 계산하여전리층총전자량 변화량 등우주기상정보를서비스 세부추진내용 범부처 업무협의체구성 범부처 데이터공동활용체계의구현을위해 상시관측소보유 개기관간업무협의체를구축 데이터공동활용체계구현및대국민서비스등업무의원활한추진을 - 53 -

위해부처간실무협력체계마련 국가 데이터통합센터구축 부처별로분산된 데이터의통합관리 후처리데이터의공유가가능한 데이터통합관리및제공시스템구축 각기관에서생성된 원시데이터의실시간취득 공유및활용이가능한 국가 데이터허브센터구현 국가 데이터기반활용모델개발 공공데이터의재가공을통해 통합데이터기반의민간비즈니스 모델 무인자동차 구조물안전도모니터링등 개발 중소기업청기술개발사업등과연계한공간정보분야업체의 공공데이터 활용및기술개발지원 네트워크 등 고도화 국내 서비스추진배경및국내현황 지적측량및위치결정기술에 활용이점차확대됨에따라기존네트워크 시스템의성능을개성하기위한네트워크 서비스도입 년 의 을도입하여 서비스를시작하였으며 양방향인 방식의한계 를극복하고자단방향서비스제공이가능한 방식의도입 년라이선스를추가도입하여 개소운영중 또한위성측위장비의저가 소형화에따라일반인도사용할수있는 위치측위와활용관련기술발달 이에따라국토지리정보원의 데이터활용활성화를통한신산업 일자리 - 54 -

창출지원을위한인프라고도화등발전방안수립및추진 현재는 기술발달에따라 정지측위 방식에서정밀이동측위 방식으로확대중 데이터제공량 데이터제공량은전년대비 증가 후처리데이터는총 만건제공 월평균 만건 실시간서비스총 만건제공 월평균 만건 위성기준점데이터제공량은매년증가추세있으며 특히데이터통합센터의 실시간보정정보서비스는월평균 만건제공 향후계획 위성시스템이다양화되면서위성시스템구축 운영기술이빠르게발전하고 있으며 이를이용한새로운분석기술과활용분야가발전하고있음 기반의정확도개선을위한모델개발연구와다양한활용분야및전지구적모델개발등최신기술개발연구추진이필요하며 국내네트워크 서비스가측지측량뿐만아니라 등다양한활용 분야로확대되기위해최신기술도입의검토추진예정 - 55 -

➂ 전파교란대응분야정책추진현황 전파교란개요 최근국내에서도 전파교란으로인해 신호를이용하는이동통신기 지국 항공기및선박등의분야에서많은피해사례가발생하였음 차량내비 게이션 스마트폰등다양한기기에서자신의위치정보와시각정보를계산 하는데있어 신호를사용하고있음 하지만 지상에서수신되는 신호는세기가매우낮아각종전파교란문제에노출되어있음 전파교란원리 신호에대한전파교란의형태는크게 신호가사용하는주파수대역 에서 수신세기보다높은신호를송출하는형태인재밍 과항법 수신기로하여금잘못된위치및시각정보를산출토록하는스마트재밍 으로나눌수있음 신호는약 상공에서 와트 의출력으로송신되어지상에서의수신전력이극히미약 함으로태생적으로혼신에취약함 예를들면 신호혼신은약 상공의위성에설치된 백열전구를지상에서 관찰하는상황과유사하며관찰자근처에서공격자가강한써치라이트를비추면 간신히보이던백열전구불빛을더이상식별할수없게되는원리로 이동통신 의휴대전화의최소수신전력과비교시약 수준의신호세기로상당히미약함 의도적재밍신호를발생시키는재머를제작할경우 광대역 간섭 신호원은확산된 신호대역전반에걸쳐광대역변조된신호가영향을미치는것을의미하며 큰전력과비용이소모됨 반면협대역 간섭신호원은특정좁은주파수대역에협대역변조된신호가영향을미치는것으로재머제작이쉽고용이하나 일반적통신환경에서는 및 기술을통한항재밍대처가어느정도가능한단점이있음 - 56 -

때로는상업용 및라디오등의신호등이 신호에간섭을일으키기도 함 이를비의도적재밍이라하는데 일례로미국메사추세츠지역의텔레비전방송국은 대역의주파수를 급 로송출하였는데 그결과 대역의하모닉주파수를발생시켜 코드 수신을간섭시킨사례가있음 재머신호세기및거리별영향계산 민간용 위성의신호 의수신세기를계산하면약 으로계산식은다음과같음 일반적으로민간용신호인 의신호획득단계의 재머신호세기와 수신신호의비 한계치는 이고신호추적단계는 로 앞서계산한 수신신호세기인 개방지역 재머신호세기 - 57 -

재머와 수신기간거리를 로가정한재머신호세기및재머와의거리별일반수신기동작에미치는영향은다음과같음 33 25 Tracking Theshold ACQ Theshold 0.1 1 10 32 4.8 63 100 1000 거리 (Km) 재머신호세기및재머와의거리별수신기동작에미치는영향 전파교란의대표적피해사례 년 월미국캘리포니아주샌디에이고시의항구에정박중이던 대의해군함정이통신두절상황을가정한훈련을하다반경 내 신호를교란시켜 은행의현금자동입출금기 의인출중단 공항관제탑의모니터와선박유도시스템의오작동발생으로약 시간동안도시전체가대혼란에빠짐 년미국뉴저지주에서고속도로를왕래하는트럭운전기사들이회사에서 트럭의이동경로감시를피하기위해사용한 교란장비 사용으로 인근뉴어크공항의 를이용한첨단착륙유도장비가며칠간간헐적으로고장을일으킴 북한의 전파교란현황 북한은 년부터현재까지총 차례에걸쳐 전파교란공격을시도함 최근 년교란발생초기소형어선들의조업구역이일부제약되는등간접 적인피해가발생했지만 해경의어업지도등을통해정상회복됨 항공기 선박등은대체항법으로운행하고 이동통신서비스등시각정보활용시설은차폐안테나 자체클럭전환등으로직접적인피해는발생하지않았음 - 58 -

구분 1 차 2 차 3 차 4 차 발생일시 10.8.23~26(4 일 ) 11.3.4~14(11 일 ) 12.4.28~5.13(16 일 ) 16.3.31~4.5(6 일 ) 발신지 개성지역 개성, 금강산지역 개성지역 해주, 연안, 개성, 평강, 금강산지역 신호유입지역 김포, 파주등수도권서북부 김포, 파주등수도권서북부및강원지역 김포, 파주등수도권서북부 인천서부도서, 중서부, 중부, 강원도일부지역 신호세기 -70dBm~-60dBm -60dBm -80dBm~-60dBm -79dBm~-67dBm 장애내역 2G WiBro 기지국 181 국 2G WiBro 기지국 145 국 109 국 ( 기지국영향없음 ) 1,794 국 ( 기지국영향없음 ) 항공기 14 대항공기 106 대항공기 1,016 대항공기 1,007 대 선박 1 척선박 10 척선박 254 척선박 715 척 실제 교란상황시 신호전력 약 은 위성신호전력 대비약천만배큰신호가유입됨 - 59 -

분야별피해유형 선박 차량 항공기 소형 일반 헬기 ( 관성항법미설치 ) GPS 측량장치 피해대응방안사고위험 차량용네비게이션수신오류 선박용네비게이션수신오류 ( 항로이탈 ) 선박용네비게이션수신오류 ( 항로이탈 ) 항공기용네비게이션수신오류 ( 항로이탈 ) 항공기용네비게이션수신오류 ( 항로이탈 ) 위지정보수신오류 ( 측정오차 ) < 위치정보오류 > 운전자 GPS 수신오류인지 지문항법 ( 나침반, 기관회전수 ) 연안항법 ( 등대, 물표 ) 지문항법 ( 나침반, 기관회전수 ) 연안항법 ( 등대, 물표이용 ) 전파항법 ( 로란 -C, RADAR) 관성항법장치 (VOR, DME 등 ) 레이더 (RADAR) 조종사 GPS 수신오류인지시계비행 사용자 GPS 수신오류인지전방교회법, 후방교회법등사용 휴대전화위지정보수신오류사용자 GPS 수신오류인지하 하 중 하 하 중 하 < 위치정보오류 > 피해대응방안사고위험 이동통신망 2G 기지국시각정보미수신 ( 휴대전화시간정보오차, 기지국간이동통화시끊김 ) 자체백업클럭전환 (1 일이상미수신시장애발생 ) 하 ( 동기방식 ) LTE 기지국시각정보미수신 ( 휴대전화시간정보오차, 기지국간이동통화시끊김 ) 자체백업클럭전환 (3 일이상미수신시장애발생 ) 하 한전 고장분석, 사고조사등전력제어망모니터링시스템의시각정보미수신 ( 이벤트기록오차등 ) 자체백업클럭전환 GPS 시각정보수신점이다수분포 하 금융 네트워크서버내시각정보미수신 ( 서버내거래시간기록오차등 ) 자체백업클럭전환 GPS 시각정보수신점이다수분포 하 방송 단일주파수방송망 (SFN) 에서 GPS 시각정보미수신 ( 인접송신소와방송신호가겹치는지역에서수신장애발생 ) 자체백업클럭전환 (1 일이상미수신시장애발생 ) 하 - 60 -

항재밍기술 안테나기술 적응형안테나어레이 를사용하는기술로위성신호 방향에매우좁은빔폭의빔을형성하여이득을높이는빔조향어레이 기술과재밍신호방향에널 을형성해재밍신호를 억압하는널조향 기술로나눌수있음 전자의경우는매우 좁은빔폭을형성하기위해많은수의안테나가필요하게되고안테나크기도커지게되며구현에많은비용이드는반면후자의경우는 라는기술로재머방향의정보를획득하여각안테 나의위상을제어하여널링을수행함 이론적으로이경우안테나빔의기본 패턴은반구 의형태가이상적이며저가로구현이가능하기때문에 항재밍안테나기술로선호되고있음 이때안테나수가 개라면 개의 재밍신호에대해널을형성할수있음 일반적으로안테나수가많아지면다수의재머에대처가능하고항재밍성능이우수해지지만안테나크기가커지며 신호처리연산량이늘어나는단점이있음 프론트엔드 필터링기술 프론트엔드필터링기술은수신기에강하게유입되는재밍전력을차단하는 기술로서위성항법신호대역이외의재밍신호를억압하고위성항법신호만을통과시키는 특성을가지는대역필터를사용함 재밍환경하에서는위성항법신호가왜곡되며 그릇된신호를활용하여위성신호를추적할경우신호의동기 마저잃어버리게됨 - 61 -

따라서재밍존재시에는수신기로신호를전달하지않는것도재밍에대응하는 한방법일수있음 항재밍기능을갖춘첨단위성항법수신기들은모드변환 기능을가지고있어서재밍신호전력레벨에따라수신기 포착 과추적 을조절함 재밍여부를검출하는방법으로 에서 을 측정하는기술이있으며 이기준임계값 이상이되면재밍이인가되고있음을인지하고이에대응함 디지털항재밍신호처리기술 이기술은대표적인전처리항재밍위성항법시스템기술로위성항법수신신호가 복조되기전에디지털화된신호샘플들을이용하여재밍및간섭신호를제거 하는기술임 이영역에서주로고려되는기술은배열안테나를이용한적응형신호처리기술이며 공간널링 기술 및 등다양한신호처리기술이적용될수 있음 특히시간영역에서신호처리를수행하는 과주파수영역에서신호 처리를수행하는 은적응형배열안테나신호처리에가장널리이용되는 기술임 실제적으로최근의위성항법시스템을위한재밍및간섭제거시스템 기술은디지털신호처리기술및소프트웨어기술의발달로이영역에서의 성능개선을위한개발이중점적으로이루어지고있으며 전디지털구현 을통한장비의소형화및성능의극대화를위한연구가진행되고있는추세임 스마트재밍 개요 신호를방해하는요소는크게재밍 스마트재밍으로나눌수있음 재밍은 신호와같은주파수대역의큰신호전력을송신하는재머를이용 하여 신호를교란하는것으로 재밍이발생하였을경우 수신기가 신호에대한획득및추적과정이이루어지지못하므로 신호에대한방해여부를비교적손쉽게인지할수있음 기만 은 기만기를이용하여거짓 신호를생성하여목표로삼은수신기에송신함으로써수신기가잘못된시각과위치를계산하도록함 - 62 -

기만기는 신호를수신하고이를처리할수있는장비를이용하여 임의위성신호에대해거짓된정보를생성하고이를실제신호보다다소높게송출함으로써목표로삼은수신기가실제 신호가아닌거짓신호를획득 추적하도록함 또다른스마트재밍의형태인재방송 은 신호를수신하고단순히 재방송하는형태로수신기가 정보를사용하여위치를 계산하는점을이용해기만기가수신한 신호를일정시간동안지연시킨 후재송신함으로써목표로삼은수신기의위치해에일정한편향 을야기하거나재방송재밍기의위치로특정하게하는재밍임 기만과재방송은타깃수신기가거짓된 정보를실제 신호로판단하고사용하므로사용환경에따라더치명적인영향을미침 스마트재밍은경제적인목적 테러및군사적목적등으로이루어짐 경제적인 스마트재밍의예는어획량이많은어장에서 를기만하여다른어선들의 어획행위를방해하거나 로오염물처리위치를관리하는지역에서불법 적인위치에서오염물을처리가가능하게하는것임 테러및군사적인용도는 로동기를맞추는발전소에서시간오차를발생시켜손실을가져오거나 항공교통에서잘못된정보로항공기충돌사고를유발시키는것임 또한위치기반무기나무인기등의군사장비를무력화하기위해사용됨 미국의경우이라크및아프가니스탄지역등에서진행한군사작전중에유도 무기일부가당초목표로했던장소가아닌지역에떨어져민간인피해가발생한 적이있음 이와같은형태는 항법신호를처리하는수신기가기만공격을 당했는지를감지하지못하여발생한것으로추후에도항법수신기의위치및 시각정보를그대로믿고군사작전을감행할경우 상당한피해가발생할가능성이높다고할수있음 - 63 -

스마트재밍기술 스마트재밍의가장단순한형태는재방송재밍기임 재밍기는수신안테나 증폭기 송신안테나로구성되며정상적인 위성신호를수신하고증폭기를 통해신호를증폭하여공격대상에게재송신하는것으로목표대상수신기는위치해에오차를유발함 또다른방법으로는 신호를생성할수있는신호생성시뮬레이터를이용한 방법임 이러한방법은 년에미국 국립연구소에서 신호 생성시뮬레이터와전력증폭기를연결하고스마트재밍신호를방출하여 수신기를공격하는데성공하였음 시뮬레이터기반스마트재밍공격은공격대상수신기에서 위성신호와스마트재밍공격신호의동기문제로쉽게공격을감지할수있음 공격대상수신기에서는 위성과동기된신호를유지하기때문에시뮬레이 터를이용한스마트재밍신호가유입되면기존에수신하던 위성신호와의동기가어긋나서쉽게스마트재밍신호를감지할수있는것임 즉 시뮬레이터를이용한단순한스마트재밍의경우대상수신기가스마트 재밍신호를수신할때일반재밍신호로받아들여정상적인위성신호의 을잃어버리게되고 이후신호생성시뮬레이터에서전송한스마트재밍 신호를처리하게함으로써스마트재밍공격이이뤄짐 이때 수신기항법에서의급격한변화를통해스마트재밍공격을인지할수있음 이러한 신호와동기화되지않은스마트재밍공격은공격대상수신기의시간을변화시킬수있음 - 64 -

그러나현재의보통수신기에서는이렇게단순한스마트재밍공격조차도방어할수있는대책을제공하고있지않은상태임 스마트재밍기의동기화문제를극복하고자공격대상의정확한위치및속도 정보를획득하여실제 신호와동기된스마트재밍신호를생성하여수신기를기만하는방법이발생함 이러한중급스마트재밍은 수신기와스마트재밍발생기로구성되며공격 대상수신기에근접하여 위성신호를수신하고이와유사한스마트재밍신호를발생하여대상을공격함 이로인해재밍발생기에서공격대상의수신기가 신호를처리하여생성한 상관값과유사한상관값을생성할수있는신호를제공할경우공격대상 수신기는항법해의급격한변화없이실제 위성신호가아닌스마트재밍신호를추적하게됨 이로인해피공격자는스마트재밍을인지하지못하고 스마트재밍공격을수행하는입장에서공격대상수신기를원하는방향으로제어하여공격할수있음 그러나이러한공격또한하나의안테나를통해스마트재밍신호가송출되므로 공격대상수신기에서 방식을통하여스마트재밍발생 - 65 -

시작위치를구별할수있음 즉 정상적인 신호는각각떨어진 개이상의 위성에서의신호를수신하나스마트재밍기에의해조작된신호는송신원이 한곳으로한정되기때문에각각의수신신호를방향탐지하여재밍을감지할수있을것임 이에고급스마트재밍은 로방어를할수있는수신기에게다수의수신기가결합된스마트재밍발생기를이용하여공동으로공격하는방식이있음 이러한방식에서는스마트재밍발생장치가공통의기준오실레이터를이용 하여동기를유지하여스마트재밍공격을수행할경우 방어를수행하는수신기에서도스마트재밍신호원을검출할수없을것임 스마트재밍검출기법 신호전력의절대적인크기감시 일반적으로 수신신호전력은 채널의 코드에대해서는 코드에대해서는 채널의 모든신호에대해서는 를초과하지않을것으로예상됨 안테나형태 및장착 다중경로같은환경효과때문에모든수신기에대해서신호전력의 상한값이라고할수는없지만 최대전력값을설정해스마트재밍신호전력의한계를정하면전력제어의어려움으로공격을감지 차단할수있음 신호전력의변화율감시 인접한스마트재머는주변환경에따라신호전력의변화폭이크게발생하나 위성은지구로부터 만 떨어져있기때문에 지구표면근처의어떠한위치변화에대해서도신호전력이급격하게변하지 않음 그러나이동수신기는다중경로 안테나자세등과같은환경에따라서수신전력이변화하기에 고정점에서의관측을통한검출에만적용할수있음 상대적인신호세기감시 주파수의최저수신 신호전력을 코드의 경우 코드의경우 이며 주파수의최저신호전력세기는 로제시되어있음 상식적인전력비율의 아래에위치함 신호는코드간에상대적으로고정전력비율을가짐 따라서모든신호 항목 및 상대적인전력비율을확인하여스마트재밍을검출할수있음 도플러변화량검사 수신기는위치해를계산할뿐만아니라위성위치도 계산할수있음 지구상공을이동하는각각의위성은수신기에접근하거나 - 66 -

멀어짐에따라송신하는신호의주파수가높아지거나낮아지는도플러변화가 생김 그러나 단일송신기를사용하는기만기는모든위성에대해도플러변화량을반영한다양한신호의송신은불가능함 점프검출 모든측정치에대하여급격한변화를감시하는방법임 측정치 신호세기에있어서특별한점프현상이발생한다면이것은스마트재밍공격 이라생각할수있음 정상지역에서기만된지역으로이동한수신기는아주긴거리를횡단하는것과같은효과가발생함 이상의방법외에도스마트재밍은 수신기가수집한측정치 신호세기 메시지등으로확인할수있으며신호추적과획득의과정에서도 신호의이상여부를판별할수있음 스마트재밍극복기술 스마트재밍 제거방법 스마트재밍공격대상수신기에서는스마트 재밍을감지하면해당신호의 정보를얻을수있다 이때수신기에서는 스마트재밍의공격을받은 의신호처리결과를항법해산출에반영하지않고제거하면스마트재밍공격을방어할수있게됨 스마트재밍 신호상쇄방법 스마트재밍 신호상쇄방법은스마트 재밍 을검출한후해당 에대한 도반전된역위상신호를생성 하여스마트재밍이혼합된신호와결합하면스마트재밍신호만상쇄되어 사라지고나머지정상적인신호를수신처리할수있는스마트재밍을극복하는기술임 국내대응기술개발현황 전파교란감지및위치파악시스템 항법신호에대한전파혼신이발생할경우 혼신의형태 혼신신호세기 혼신의발생방향및위치 혼신으로인한피해범위를신속하게파악하고 이를 관련기관에제공하는시스템개발 혼신발생유무및형태파악 톤형태 형태 광대역혼신에대해 데이터를 처리하고 항법메시지형태의혼신에 - 67 -

대해서는시간지연 의사거리변화등을통해파악 감시대역 위성항법주파수대역혼신원의수신신호세기와수신신호들간의위상검출을결합한하이브리드기법의고정밀위치파악 대역전파교란회피기술 대역에서의전파교란발생시 항법주파수및신호체계가상이한 항법신호로의절체를통한 전파교란회피기술을개발 대역전파교란발생감지 수신기출력정보기반의 의혼신발생유무파악 신호생성 혼신된 신호대신정상동작하는 신호의 정보를이용하여 신호생성기술 신호절체 기존설치된시각동기용수신기의수정및교체없이 전파교란회피장치에서생성한 신호를시각동기용 수신기의 단에입력함으로써정상적인 신호수신으로인지토록 하는기술 - 68 -

국외대응기술개발현황 미국 프로그램 미국은 신호에대한전파교란신호감시및대응기술개발과더불어 신호에대한위기관리체계를수립 운용중에있음 를주요국가기간망으로간주하여국토안보부 연방항공국 과 국립해양대기청 등이공동으로관리운영하고있으며 전파감시프로 그램인 을그림과같이구성하여운영중임 영국 프로젝트 전파항법신호의품질감시정보를얻기위한네트워크체계에탑재될측정 장비개발이목적임 - 69 -

과같은전파항법시스템의신호를상시감시하기위한지역 항만 공항 에설치할네트워크시스템용측정장비개발 전파항법신호의이상현상과간섭 재밍포함 을검출하고 실시간으로공지 하는기술개발 주요항만 공항에 방해요소를검출하고경감할수있는 센서를설치하여 의가용성 정확성 확실성및무결성을부가함 년에시작하여 년 월에 차프로젝트가완료됨 국립물리학회등 개관련기관및 업체가참여하여추진됨 의 센서는루비듐원자시계를이용하여 와 의 를모니터링하며 와 신호를관찰함 센서의평가대상은간섭 태양폭발에의한지자기폭풍에따른전리층 변화 다중경로 재밍 기만신호등을모니터링함 연구참여기관 총 개기관 과제총괄및개발시스템통합 해양이용부문과 교통이용부문과무결성 감시기술부문 통신이용부문 육상위치정보서비스이용부문 와우주기상 부문 시각부문 특히각종측정정보의시각태그부여와시각정확도감시 - 70 -

연구결과 수신장비기반대량측정정보수집 실시간 일상시운용할수있는측정정보수집장비개발 측정정보수집장비의시각원다원화 수집정보신호처리를통한이상현상감시및공지 보고 이상현상감시기술개발 신호품질감시기술개발 제공서비스의정확도 신뢰도측정기술개발 중앙서버에저장하기위한데이터간략화 각지역네트워크에서송신한데이터정보병합및신호처리 지역네트워크정보병합및 자정보 병합 병합측정정보기반의 이상현상및간섭검출기술개발 웹 기반모니터링및분석툴개발 - 71 -

활용분야 공지된정보는다음과같은분야에이용 영국 프로젝트 영국 프로젝트는 의후속연구개발과제임 주요기간시설 인프라 보호를위한 간섭신호 의도적재밍신호포함 의실시간검출 및발생지추적 을위함 약신호수준의 간섭검출 간섭과재밍의종류를식별할수있는기술개발 고출력재밍환경에서운영가능한기술개발 - 72 -

간섭영향을저감시키기위한정보지원 무결성및신뢰성식별을위한 주파수대역모니터링 불능상황에서 제공대안시스템인 의이용타당성입증 시스템개발 추진방법 개발기술검증을위한검증환경 시험용네트워크체계 구축 발생가능한다양한전파환경시나리오적용 해상 육상 항공운송교통체계에적용 년동안총 개의기관이참여하여개발기술검증을위한검증환경 즉시험용 네트워크체계를구축하고발생가능한다양한전파환경시나리오를적용 하여해상 육상 항공운송교통체계에적용을모색함 독일 독일은항공항법서비스관리부서에서 신호와 신호에대해전파위협신호를감시하고전파위협원의위치를파악할수있도록 시스템을공항부근에설치하여운용중임 수신기는 를이용하여 주파수대역의포함된전파교란신호를 검출 검출된전파교란신호가항법신호에미칠영향을추정함 - 73 -

2 최신 PNT 기술국제동향 ➀ 강건한 PNT 시스템세션 영국의 분야정책 년 월보고된영국정부의 에대한경제적영향분석 우리나라와같이독자위성항법시스템을보유하고있지않은국가인영국 정부의고민이담긴보고서로평가 일간 를이용하지못하는경우 약 조 천억원의경제손실을예측 해양분야의경제적손실은 수준이며 경제적손실이전혀없는분야는 위치기반서비스 항공분야로분석됨 을포함한다양한위성항법시스템백업방안을제안하였으며 위성 항법시스템백업에대한투자는 이상의비용편익이발생하는국가적 사업임을제시 - 74 -

영국의정밀위치제공전략 의데이터의활용분야로는위치기반시스템 도로분야 기타 로 와도로분야에크게편향되어있음 기타에포함되는분야로는농업 항공 해양 드론 기차및측량등이있으며 다양한분야의 적용이점차중요해지고있음 스마트폰보급의확산으로개인들의 데이터접근이가능해졌으며 다양한위치결정에활용할수있게된것이가장큰원인으로분석됨 이에우리는위성과 기술의확장성및잠재성을국가정책결정 자들에게인식시키는것이중요하며이를위해노력해야함 위성의활용분야는로봇 자동화 선박 드론등다양한곳에활용될수있 으며기술간의융합을통해위치정보의정확도를올릴수있음 특히정밀위치정보를위한주요전략으로는 와 를결합한 무선상호운용성 활용이중요 또한 와융합하여점차자동화되는사회에대응하기위해서는제공하는 위치정보에대한정확도향상에대한주의가필요 스마트폰 구글안드로이드 원시데이터제공관련 원시데이터의제공및활용방안 구글은최근 원시데이터를안드로이드폰에서활용이가능하도록함 앱에서원시데이터를추출하여 를활용하면 일반 수신기를활용한것과동일하게 성능분석이가능함 개발자용 원시데이터활용지침서및예제를배포하여손쉽게응용활용이 가능한환경을구축함 - 75 -

기존스마트폰에서는 포맷으로만 데이터를제공하여활용에제약이있었으나 원시데이터활용이가능하고향후내장 칩셋성능개선시 스마트폰이일반 수신기수준으로활용이가능해질것으로기대 스마트폰내 외부안테나를활용한성능평가 대학 현재구글안드로이드에서 원시데이터활용이가능한상황에서스마트폰을 활용한측위정확도를향상시키기위해안테나환경이어떠한영향을미치는지분석하기위해연구를수행 시험방법 스마트폰의하드웨어변경없이안테나를다음과같이설정하여 안테나에따른스마트폰의측위성능을시험 스마트폰기종 메탈박스안에스마트폰배치 메탈박스내부에는모노폴안테나를통해외부 입력신호를수신 신호발생기를이용 는 까지조절 - 76 -

시험결과 값에따른코드노이즈오차시험결과 값이작아 질수록코드오차가증가하는것을확인 시험방법 에서다음과같은안테나타입을이용하여시험 스마트폰내부안테나 외부헬리컬안테나 외부핀휠안테나 - 77 -

시험결과 핀휠안테나 헬리컬안테나 내부안테나순으로높은 를얻음 최신측위 항법시스템분야 포럼 의장 해양항해시스템뿐만아니라다양한 분야가 에과도하게의존하고 있음 의존도를낮추기위해선다양한 체계가구축되어야함 이때새로이구축되는 체계는무결성을보장할수있어야하며 정부가 제공한다는점에서서비스사용료가없어야함 의존도를낮추고 새로이구축되는 체계활용을높이기위해서는 법적규제가반드시필요함 - 78 -

수신기의감도와정확도향상방안 프로세싱과실내스마트폰측위서비스등의발전으로 크게 와 두기술이주목되고있음을소개함 는새로운신호처리방식으로 위성기반의위치신호의활용성과정확도를 크게개선한센서를보유함 는크게향상된민감도와완화된다중경로등을제공하며 이를통해 현대스마트폰을활용하여복잡한도심지및실내에서정확한위치정보를 제공할수있음을확인함 이러한장점은현재문제가야기되고있는밀집된도심지에서의자율주행차 운행및위치기반서비스를활용한소비자간의상호작용등을가능하게할 것임을강조 또한스마트폰및웨어러블디바이스등을통해사용자의 차원적움직임을 기록하는 동작기반모델링시스템 인 기술을소개함 를활용한결과값은사람의동작에대해매우정확하며 기존데드 레코닝및와이파이기술을활용한정확도와정밀도보다더향상된값을 제공함 실제 아이폰 상용 리시버의위치정보결과값을비교하고 기술의정확도가더높게나타나는것을확인함 - 79 -

물리 전자적항로표지통합관점 선박에서다양한방향으로펄스를발사하여탐지된물체에대해전자해도에 선을긋고오차삼각형을생성하는항법기술 소개 선원들이직접사용해본결과기존의 는범위가좁고시간이오래걸리나 는직관적이고빠르며레이더모드의작동을검사할수있는장점이 있으며 요트와소형선에서이상적일것으로평가 인증기술의상호운영성과정확도 갈릴레오시스템은위성항법신호에서발생가능한스푸핑공격에대한대응책 중하나로인증 기술을연구하고있음 인증은암호를이용 하여수신된신호가실제위성에서송신되었음을증명하는기법임 갈릴레오위성시스템개발현황및일정 - 80 -

년 월이후현재 개위성이운용되고있으며수평 오차 약 가용성 및 이하 약 가용성 성능을보임 현재삼성갤럭시 애플 소니 엘지등많은스마트폰에서갈릴레오신호수신 갈릴레오메시지 인증 방법으로 방법이연구되고있음 방법 항법메시지에위성의고유한키를사용하여생성한인증값을덧붙여송신함 사용자가신호를수신하면 항법메시지를이용하여인증값을생성해낸다 이후 실제수신한인증값과비교를통하여항법메시지가위성에서온것임을증명함 - 81 -

측위기술 이리듐위성을이용한 은위성수가 개로 개 보다많고 특히신호강도가 에비해 이상강한장점이있음 은 에비해시각 측위정확도가다소낮으며 초기신호획득시간 도느리지만 암호화된신호를사용하여보안성이우수하므로스푸핑공격등이어렵고신호강도가높아항재밍성능이우수한장점이있음 Contents GNSS STL Timing accuracy to UTC ~20 ns ~200 ns Positioning accuracy ~3 meters 30~50 meters Time to First Fix Anti-Spoof ~100 seconds - GPSA : Only for military use - Galileo : PRS-future Few seconds for 500km~10 minites to converge Yes, Encrypted signal Anti-Jam Weak signal-easily jammed Yes, 30~40dB stronger Coverage - Global Precision degrades at poles - GLONASS-better at high Lat Global Converage Increases at Poles - 82 -

전파교란관련대응기술분야 을통한스푸핑공격탐지기술 년미국포틀랜드의스푸핑피해사례소개 스마트폰에서오래전문자재수신 수신불가 잘못된일자와시각이 표시되고 이용자의위치가유럽으로표출되는현상이나타남 - 83 -

뿐만아니라 보안인증서무효화 이메일엑세스시도시서버오류 잘못된첨부 파일에러현상등이나타났고 심각한경우공장초기화상태발생 항재밍기술 배열안테나를사용하여위성신호방향에매우좁음빔푹을형성하여이득을 높이는조향어레이 기술소개 라는기술로재머방향의정보를 획득하여각안테나의위상을제어하여널링을수행 영상기반지오로케이션기술 탐지장비와카메라로촬영된영상을조합하여혼신원의위치를 구현하는전파시각화장비소개 - 84 -

항스푸핑안테나소개 기술을사용한항재밍안테나소개 - 85 -

저가 스푸핑공격장비의영향과수신기레벨에서의대책 이베이에서저가의 모듈을수배하고 소프트웨어신호발생기와연동하여스푸핑 신호를발생시킴 년 약 파운드 대역폭 년 약 파운드 대역폭 - 86 -

장비시험 송출 신호대비 높음 수신기로부터 마일이격거리에서송출 전파경로손실계산 스푸핑발생신호스펙트럼 - 87 -

시험 전력으로도매우쉽게스푸핑되었고 차량용네비장치도스푸핑됨 스푸핑신호검출기법 수신기를이용한실제 신호와스푸핑신호분석 스펙트럼감시를통한스푸핑검출가능함 - 88 -

강인한 알고리즘을사용한 스푸핑완화성능시뮬레이션 한국 배열안테나를기반의 방법으로 강인한 알고 리즘을이용한 스푸핑경감시뮬레이션결과를제시 방법 위성방향을알고있는경우 최적의 방법 알고리즘 위성방향을알고있지않더라도 위성방향으로 빔포밍하며교란신호를널링하는방법 신호특성과유사한교란신호는 널링하지못하는단점 알고리즘 알고리즘이 신호특성과 유사한교란신호는널링하지못하는단점이있으므로이를개선한강인한 알고리즘방법 알고리즘은 신호특성과동일한구조의스푸핑신호가인가시 이를제거하지못하지만 알고리즘은최적의 빔포밍방법인 방법과유사한성능으로스푸핑신호를제거하는것을보여줌 - 89 -

간섭탐지및완화를위한저전력 동적으로재구성된안테나 대학 저전력상황에서 초에오차범위 내에서정확하게혼신원을검출하는 저가용장비의연구개발성과를발표 검색알고리즘최적화 간섭특성분석 시스템소형화등이향후과제로남음 ➁ 무인 자율화시스템 (Autonomy) 커넥티드자율주행차및가상물리시스템 대학 구급약및소형화물수송 국가영공관측 국방분야등드론의활용성과이에 따른연결된드론관리시스템의중요성을소개 화물운송과관련해서는자율멀티운송기술 항공기 공항 창고 운송차량간의 연결및소통 을소개하며연결된자율운송수단시스템의효율성을강조 이러한무인항공시스템의운영을위해서는시스템자율성확보가중요하며 주요구성요소인플랫폼 지상관제소별역할및필요알고리즘을소개 - 90 -

물리적움직임과가상플랫폼간의결합된시스템을의미하는가상물리 시스템 을소개하고 자율차를위한가상물리시스템의구성요소 네트 워킹 지각정보 실질구동 와운영원리 등 및 기반의안전한정보송 수신방법소개 또한가상물리시스템의주요이슈인 와 를 설명하고 사이버공격 전자해킹등 관련문제점을제시 자율선박 경제성 서비스효용성증가 안전성증가및편리성등의이유로자율선박에 대한필요성이증가하고있으며전세계적으로피할수없는흐름임을강조 대형선박의경우가까운미래에실현가능 무인선박의경우 상용화 유인선박의경우 상용화예정 자율선박과간련한국제적협력활동역시증가하고있으며 이를통한첫 무인화물선박의경우 월에운행을전망하고있음 충돌회피를위한시스템개발등 영국은자율선박개발을위한노력을 년전부터지속해왔음 해양분야에서가장중요한것은바다에서의충돌예방이며 이와관련된국제 규정을자율선박에적용하기위해일부조항에대한수정을진행중 - 91 -

영국의경우해양자율항해시스템규정을위한워킹그룹 을설립하고 관련연구를수행 년 결과보고및 개발필요에대한결의안도출 자율선박의사고의경우누가 어떻게책임을지고어떤규정을따라야하는 지에대한부분은여전히논의대상 국민들의입장에서바라본자율주행차 국민들의 는과학기술의발전이삶의질을높인다고대답 특히차를살때 고려되는요소는 가차량의가격 가연비라고대답함 자율차의운전자지원기술을얼마나알고있는가 에대한대답으로는영국국민들의대다수가 아주조금만알고있다 고대답했으며 의차량운전자들은운전자지원기술이실현된다면 년뒤에새로운 차량을구매할의향이있다고대답함 단 의국민들만이운전자가존재하지않는완전한자율차개발에대해동의하는것으로나타났으며 국민들은이러한신기술이운전자의조정 관리범위를지나치게벗어 나게될것을걱정하는것으로나타남 또한대다수의국민들이차량의운전자지원기술과같은신기술이미칠 영향에대해긍정적인것으로나타남 국민들은도로주행에서더안전하게느껴진다고답함 국민들은운전자지원기술이전체적인운전환경을개선한다는의견에동의하고 국민들은전반적인운전의질이개선되었다고대답함 - 92 -

자율주행을위한이미지기반의지각학습알고리즘 대학 자율주행을위한이미지기반지각학습알고리즘시스템의구조는 ➀ 센서 입력및지각 인식 ➁ 측위 ➂ 계획수립의단계를통한 ➃ 제어기술 로 이루어져있음을소개 자율주행차량의주요목표는 고정밀탐지 에있으며 고정밀 탐지에필요한센서융합측위기술및정확도를공유 그러나도심지에존재하는고층빌딩숲및터널에대한 수신률저하 문제는여전히자율차분야에있어문제가되고있으며 이를해결하기위한지속적인연구가진행중임을소개 자율차를실현하기위한핵심기술로서인공신경네트워크를활용해이미지 소리 텍스트를기반으로물체를추상화하고묘사한뒤차량스스로학습하는 방식인 딥러닝 을소개 을활용한 과 을활용하지않은 이미지를비교하고 실제자율차가사람 사물 차량등동적 움직임을인식하고추적하는원리에대해소개 - 93 -

➂ 센서및데이터융합 융 복합기술 스마트폰앱기반의레저보트네비게이션 노르웨이대학 해도에대한지식이없는노르웨이의레저보트이용자들은 년 명 년 명등많은사고를겪고있음 이를해결하기위한 프로젝트를 수행 스마트폰앱을이용해특정해역의수심이 미만인지역을스마트폰에 표시하고레저보트의이동경로속도정보를이용하여이용자가위험지역접근시알람및경고사인을제공함 프로젝트수행과정에서해당지역의레저보트협회회원들과회의를통해 실제이용자들의요구사항을반영했으며이용자테스트및설문조사를통해 본어플리케이션의높은만족도를확인함 - 94 -

무인항공기를활용한항로표지광도측정기술 영국 해양항로표지의광도측정에서는범위 점멸 색상 방위각 앙각의확인이 중요함 그러나 고정된위치에서의필드측정에서방위각과앙각의확인을위 하여위치를여러차례옮겨야하며많은시간이소요됨 반면무인항공기를이용하여광도측정을할경우방위각과앙각의측정이매우용이하며 본연구를통해성공적인광도측정결과를얻음 그러나 현재까지는방대한원천데이터분석기술및비용문제등해결해 야할과제가많이남아있는상황 비 항법 다중스펙트럼신호활용 준도시지역및개활지환경에서다중스펙트럼신호 를사용하는 예비지상파 항법을소개 - 95 -

라디오대역만으로초기대략적추정치 정확도 를제공하고 평균 의정확도로측정됨 향후 미만의데이터를수집하여복잡한수신환경과멀티패스감소 방안에대해서도추가연구할예정 양자항법분야 양자 기술을활용한통합항법 대학 영국은위성을이용한전파방법에의존하지않는양자 기술을이용한 새로운항법장비를개발중 양자가지구자기장및중력장에극히민감해지는영하 도의진공상태를조성 하고변화를관측하는양자 기술을실용화 하기위해연구를진행하고있음 양자기술을이용하면 기존의관성항법장치보다훨씬정밀하게 외부보정없이 위치추정에활용할수있음 현재는양자관측에크고복잡한장비가필요하지만향후소형화기술개발로 형태구현하여모바일기기까지적용하려고계획중임 - 96 -

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Ⅲ. 결론 편리하면서도저렴하게 정보를취득및이용할수있다는점은 위성 항법시스템 의특징이며 현재까지 응용분야전반에걸쳐 가기본으로 활용되고있음 그러나 여러 분야에서전적인 의의존에대한주의가필요하다는 것이전세계관련종사자들의주된견해이며 대체항법시스템의필요성에대해 전적으로공감하고있는추세임 영국정부의 사용불가시경제적파급효과조사는우리나라와같이독자 위성항법시스템을보유하고있지않은국가가실제상황발생시우려및대안탐색에대해얼마나노력하고있는지를파악할수있음 특히대체항법시스템에대한비용편익 이상의평가는 년으로예상되는 우리나라의 서비스도입에도긍정적인영향을미칠것으로기대됨 최근에는재밍 의의한전파교란뿐만아니라기만 에의한 위성항법시스템의오동작사례가증가하고있어관련대응기술연구가활발히 이루어지고있음 자율운항에대한관심이증폭되고있으며 연구분야가전파항법에서관성항법으로무게중심이변화되고있음이감지되며 특히영국은양자 항법시각분야를집중적으로연구하고있으며 우리나라도관성항법의중요성을 이해하고이를활용하는기술확보에노력해야할것으로판단됨 구글에서는스마트폰 삼성캘럭시 노트 등이상 으로 원시데이터를전격적으로제공함에따라관련산업계의파급력은상당할것으로예상되며 향후내장 칩셋의성능개선시스마트폰이일반 수신기수준으로 활용이가능해질것으로기대됨 또한 노르웨이에서레저보트이용자를대상으로실험하여높은만족도를얻은 위험지역접근시알람 경고 기능은국내의관련해양안전앱에도적용할시 상당한반향을얻을것으로보임 - 98 -

무인항공기 드론 을활용한항로표지의광도측정실험은아직극복해야할부분이 많이남아있지만 국제적으로상당히선도적인사례로평가되며전용측정선을 활용하고있는국내여건고려시관련연구도입 추진이시급한사례로판단됨 의주요활용분야는위치기반서비스 로조사되었으며 이는스마트 폰과태블릿기기가육상및해상항법분야의전용항법장치를대체해가고 있기때문으로분석됨 위성을활용한항법의활용분야는증가하고있으나 정부가아닌민간기업이제공하는 데이터에대한신뢰성문제를고려해야한다는의견도있으며 위치정보의정확성 및민감성 이점차중요해지는시점인 것은분명함 무인자율주행차 커넥티드카등은 분야의최대이슈이며 무인자동차를활용할경우사람이운전하는경우보다더안전한교통체계를제공할수있으나 개별차량자체의정보수집만으로는교통체증의감소및교통흐름의효율성 자체를증가시키지는못한다는점에주목해야함 그러나 차량간 타인프라간의커넥션을통해상호정보교류가지속적으로 가능한가상물리시스템을이용한다면개별차량자체정보뿐만아니라전 후 방 옆차선등의실시간교통정보를수집 분석하여새로운운전경로를제시 함으로써교통의효율적흐름 교통혼잡감소 도가능할것이라는의견도있음 다양한네트워킹으로연결된기술인만큼사이버공격의가능성을열어두고정확한 제공과보안에무엇보다주의해야함을강조됨 해상자율선박의경우사고시 환경오염 생명등과직결되므로안전에대한고찰의중요성이강조되고 자율선박의사고의경우누가 어떻게책임을지고어떤 규정을따라야하는지에대한부분은여전히논의대상인상황 그리고 자율선박개발과관련하여선원들의역량강화와관련규정제정또한 동반되어야할것으로판단됨 - 99 -

Ⅳ. 참고문헌 발표자료 국립해양측위정보원 정보제공및이용현황에관한기본조사최종보고서 해양수산부 서비스성능강화및항만 모니터링기술개발 장원석외 인 버전 기반의소프트웨어 아키텍쳐설계 한국정보통신학회논문지 정성균외 인 신호에대한스마트재밍기술동향 김하송외 인 건국대학교 국방과학연구소 실험을통한 신호의재방송재밍영향분석 년한국통신학회하계종합학술발표회 김기윤 위성항법시스템을위한항재밍기술분석 한국통신학회논문지 유승수외 인 수신기의 신호기반재방송재밍완화기법 - 100 -