Monthly Report 2017 년 7 월 국방 안보분야에서중요성이높아지는 GPS 1. 위성항법시스템기반현대전으로의변화하는국방체계 ---------------------3p 2. 대한민국, GPS 를활용한정밀타격무기체계확보에주력 ----------------7p 3. 북한의 GPS 교란및 GPS 를활용한역공격현황 --------------------------11p [ 참고문헌 ] ----------------------------------------------------------------------20p
국방 안보분야에서중요성이높아지는 GPS 개인정보기술단위치정보팀 1. 위성항법시스템 (GNSS 1) ) 기반현대전으로의변화하는국방체계 감시정찰 2), 지휘통제, 정밀타격등 LBS 를포함한네트워크를중심으로국방의패러다임이변화하고있음 현대전은전장상황인지및신속한명령전달이작전수행의기본이되어실시간감시정찰, 상황파악, 정밀타격, 다양한작전동기화등이필수적 위성항법시스템은네트워크중심전 (NCW 3) ) 에서감시정찰, 정밀타격, 지휘통제를위한 PNT(Positioning, Navigation and Timing) 정보를제공하여육 / 해 / 공전군활용을함에있어보다효율적이고적합한 운용을가능케함 독자적방위체계개선이나타나고있는현재, 과거방어의개념에서벗어나위협징후가감지될경우 선제타격을위한 작전계획 5015 4) 가새로운대응체계 이를위해 NCW 전력화가담보되어야하며, 15~ 19 년국방연구개발비의기업체주도금액은총 6 조 5,551 억원으로이중감시정찰부문 21%, 정밀타격 17%, 지휘통제통신 8% 를차지 미국의 GPS, 최초의상용위성항법시스템으로 1978 년시험용 Block 1 GPS 위성발사하며구축을시작 GPS 는당초미국방부군사목적으로개발하여대륙간탄도미사일이나순항미사일, 정밀유도폭탄등의 무기를정확한지점에유도하기위해착안된위성항법시스템 24 개위성에서발신하는마이크로파를 GPS 수신기에서수신위치를결정하며병력배치나보급에도사용 심지어 GPS 위성에핵폭발감지체계 (USNDS) 의일부분인핵폭발감지기가실려있어, 타국의핵실험을감시 1) GNSS(Global Navigation Satelite System) : 미국의 GPS, 러시아의 Glonass 등과같이위성의위치와항법정보를기반으로목표물의현재위치를결정하는시스템 2) 감시정찰 : 적과지형, 또는날씨에대한자료를알아내기위하여감시하는정찰방법 3) NCW(Network Centric Warfare) : 네트워크정보를군사작전에적용시킨것으로정보우월성에의한작전개념으로써탐지기, 결정권자, 타격체를모두네트워크을통해연계하여전투력을향상시켜전장인식공유, 지휘속도향상, 작전템포증가, 치명성증대, 생존성및자아동시통합능력향상을도모 4) 작전계획 5015 : 북한과의전면전에만초점을두고있던작전계획 5027 를개선한후속계획, 전시작전통제권반환이후에도전면전과국지전, 북한의대량살상무기에도대응할수있도록설계 3 민간의개방계기는 1983 년대한항공 007 여객기격추사건이후, 로널드레이건미국대통령이 GPS 정보민간개방공표, 1996 년빌클린턴대통령민간용도 GPS 사용허가및미국국가자산으로관리지시 초정밀국방정보의 GPS 의존을피하기위한각국독자위성항법시스템구축 ( 러시아 ) 1976 년범지구위성항법시스템글로나스 (GLONASS) 개발 1996 년총 24 개의위성을쏘아올리며완성되었으나, 경제상황으로실질적으로 8 개만이정상가동 되기도하며난항을거듭 2001 년인도정부합작으로글로나스복구에노력을기하였으며 2009 년전세계서비스목표로복구 현재블라디미르푸틴대통령에의해정상운용되고있으나세계적으로활용도가높지않은편, 러시아의글로나스와중국의베이더우를상호연계보완하는한편상대의영토내에지상우주기지를 두는방안추진중 그림 _1 러시아위성통신 (RSCC) 지구국전경 출처 : 네이버지식백과, http://terms.naver.com/entry.nhn?docid=2075924&cid=42352&categoryid=42352 4
(EU) 유럽우주국 (ESA) 중심 갈릴레오 (Gallieo) 프로젝트진행중 2005 년 GIOVE-A 위성 1기발사를시작으로고도 24,000km 에 30기위성을쏘아올리는프로젝트, 2016 년 12월본격적인가동에들어감 현재 14기의위성을운영하고있으며 2020 년까지총 30기까지늘려전세계에위성항법서비스를제공할계획 그림 _2 2005 년최초발사된갈릴레오프로젝트시험위성 GIOVE-A 출처 : 전자신문, http://www.etnews.com/201311210783 ( 중국 ) 독자 GNSS 5) 인 베이더우 ( 北斗 ) 구축, 범위확대 2016 년 2월창정 3C호로켓에 21번째베이더우항법위성을탑재해발사, 2000 년부터위성항법시스템독자개발, 2012 년서비스개시, 2013 년오차범위 1m 이내의서비스를상하이지역에제한적으로제공 선박과항공기운항및무기체계운영을검토중이며특히태국라오스, 브루나이, 파키스탄등아시아태평양지역으로범위를확대하고있으며 2020 년전세계로범위를넓힐방침 5) 인공위성을이용하여지상물의위치 고도 속도등에대한정보를제공하는시스템 5 ( 일본 ) 연이은위성발사를통한감시관측체계강화 6월발사한 미치비키 ( みちびき ) 2호기이외로올해두개의준천정위성을추가발사해총 4기체제를이루고, 2018 년봄부터오차 6cm의위치정보체제를구축할계획 추가로발사되는초저고도지구관측위성 쓰바메 ( 燕 ) 는고도 180-300km 에서비행하며정밀도가높은화상이촬영가능 일본정부는지구관측및재해지조사에활용할계획이나, 군사 안보목적으로사용될가능성도있음을시사 표 1_ 세계위성항법시스템개발경쟁 구분 종류 GNSS GNSS GNSS GNSS RNSS GNSS 명칭 GPS 글로나스갈릴레오베이더우 2 3 QZSS 미정 위성수 24 기 24 기 26 기 35 기 7 기미정 이력 1973 : 군용개발 1983 : 민간개방 1970 : 개발시작 1996 : 재가동 2011 : 운영시작 2017 : 한국형 2018 : 운영예정 2020 : 구축목표 2018 : 구축목표 GNSS 기획연구 2040 : 구축목표 출처 : 한겨례, http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/805767.html 6
2. 대한민국, GPS 를활용한정밀타격무기체계확보에주력 GPS 활용정밀타격용무기배치 한국형 GPS 유도폭탄인 KGGB 6) 1,200 여발 2018 년실전배치 2012 년 12월, 국방과학연구소주관 LIG넥스원이개발, 개발당시군사용 GPS 대외판매가제한되어상용 GPS 만적용이가능, 이후 GPS 교란발생시임무를위하여미국정부의협력을요청하여군사용 GPS 수출승인획득 기존재래식 MK-82 폭탄에중거리 GPS 유도키트 (GPS 유도장치및글라이더날개등 ) 를장착정밀유도가가능한스마트폭탄으로개발된무기체계 관성항법과 GPS 항법유도기능을보유해자체설정된경로를따라비행해표적을타격, 상황에따라비행도중목표물을변경하거나선회하여공격이가능하며, 언덕이나산 터널 갱도등에은폐된적의장사정포등목표물원거리정밀타격가능 그림 _11 한국형 GPS 유도폭탄 KGGB 출처 : 이데일리, http://www.edaily.co.kr/news/newsread.edy?scd=jf31&dcd=a00603&newsid=02387846615831504 6) GPS 유도장치와글라이더날개등을장착한정밀유도무기로비행시목표물변경및선회공격이가능한한국의유도폭탄 7 주한미군, 北정밀타격용합동장거리공대지미사일 (JASSM, 재즘 ) 배치 위성위치확인시스템 (GPS) 과관성항법장치 (INS), 적외선탐색기등첨단유도장비를탑재해오차가 2m이내 최대사거리 370km( 개량형 JASSM-ER 은최대사거리 1,000km 이상 ) 로군사분계선 (MDL) 이남상공의전투기에서발사하여평양주요시설및지하벙커파괴가능 미국정부의전략무기판매승인불허에따라 2006 년독일제장거리공대지미사일인타우르스 ( 최대사거리 500km) 를도입한바가있으며, 향후주한미군은재즘추가배치전망 그림 _10 정밀타격공대지미사일재즘 (JASSM) 출처 : 조선일보, http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2017/06/27/2017062700269.html 국산신형지대지탄도미사일현무-2C 6월 23일국방과학연구소 (ADD) 가시험발사한국산신형지대지탄도미사일현무-2C 는사거리 800km 로명중오차 10m 이내 군용위성항법장치 (GPS) 를장착했으며, 북한도최근신형스커드 -ER에상용위성항법장치를장착오차를 190m 로줄였으나오차범위가크게상이함 향후 2번의추가시험발사를걸쳐 2018 년생산예정으로, 군당국의킬체인 (kill-chain) 수단으로현무-2C 포함탄도미사일과순항미사일등 1,000 기이상확보할전망 8
그림 _12 현무 -2C 사거리및발사장면 출처 : 연합뉴스, 이데일리 특전사 GPS 낙하산전력배치 GPS 가장착된최첨단미국산화물낙하산올해말까지 100여개도입 최대중량 1,000kg, 7km 상공에서낙하시최대오차 150m 로정확도가높아침투시안정적으로장비공급이가능 소형무인기탐지가능한국지 ( 局地 ) 방공레이더개발 2011 년방위산업청주관 LIG 넥스원과개발에착수한국지방공레이더가최근 ' 전투용적합 ' 판정 3차원탐지레이더로송수신소자수백- 수천개를판형태로고정해레이더빔을쏘는방식을통해비행기를탐지해소형무인기도식별이가능 2018 년부터육군군단급부대와해병대서북도서야전부대들에실전배치그림 _9 국지방공레이더 출처 : 아시아투데이, http://www.asiatoday.co.kr/view.php?key=20170718010009072 9 3. 북한의 GPS 교란및 GPS 를활용한역공격현황 북한의감시체계교란및무인기를활용한도발 북한의 GPS 교란으로인한사회적혼란가중 북한은 2010 년대이후여러차례에걸쳐지속적으로 GPS 교란 7) 책동을통해우리나라의군 민간용 GPS 체계에대한공격을시도 북한의 GPS 교란공격으로인해항공기 함정 선박등이 GPS 수신불량과통화품질이저해되는피해가발생 - GPS 교란공격으로인해항공기 함정 선박 자동차 ( 자율주행자동차 ) 등이위치정보의파악이 불가능해지고, 월경, 표류, 불시착을일으킬수있어막대한피해가발생할가능성이높아짐 - 또한, GPS 교란을통한테러의가능성도높다는점에서심각한위협으로대두 - 더비엔아이 에따르면 GPS 공격을받아정확한시간정보를받지못할경우통신, 방송, 금융, 전력, 자동화등 7 개분야에서입을손실이 20 년간 31 조원에달한다고보고한바있음 따라서 GPS 교란공격을막을수있는방해전파회피기능장비의개발이나대응훈련의필요성이 높아짐 - 일본의경우 GPS 위성에북한전파방행을회피할수있는보안기능을탑재한다고보도된바있음 8) 표 3_ 연도별 GPS 교란시도및피해사항 연도 2010 년 2011 년 2012 년 2016 년 세부 8/23-26(4일간 ) 항공기 15대와해군함정 1척의 GPS 수신불량과이동통신기지국 181 국의통화품질이저하 하루평균피해항공기대수 4.6대 3/4-14(11일간 ) 항공기 106대와선박 10척의 GPS수신불량과 145개기지국의통화품질저하 하루평균피해항공기대수 10.6 대 4/28-5/13(16일간 ) 항공기 1,016대와선박 254척의 GPS 수신불량 하루평균피해항공기대수 63.5 대 3/31-4/5(6일간 ) 국내외민간항공기, 훈련기, 헬기등 1,007대피해 하루평균피해항공기대수 167.8 대 출처 : 언론보도자료정리 7) GPS 교란 : GPS가사용하는주파수로방해신호를발신하여 GPS 수신을방해하는재밍 (Jamming) 과 GPS 신호보다높은세기의허위신호를전송하여교란하는스푸핑 (Spoofing) 방식이있음 8) VOA(2017. 5. 30), https://www.voakorea.com/a/3875980.html 10
북한추정무인기, 감시체계유린 북한추정무인기강원도인제군에서발견, 군사분계선을넘어 266km 비행후사드 (THAAD) 포대가 배치된경북성주를촬영후회항하였으나복귀하지못하고동체가발견 촬영날짜가 5 월 2 일인것으로미루어한달여간동안의감시체계공백이드러남 북한은약 300 여대의무인기를보유한것으로추정, 미국과스위스의민간상용 GPS 및수신기를 이용하는것으로나타남 그림 _7 강원도인제군발견된북한무인기 출처 : 시사저널, http://www.sisapress.com/journal/article/170245 북한의 GPS 교란및 GPS 활용공격을막을수있는대비책이필요 장파 9), 라디오기술등 GPS 공격에대비할수있는기술적대비및보완이필요 ( 국외 ) 미국, 일본, 독일등의국가들은단파와 GPS 의한계를보완하기위해 50~100KHz 의장파를사용 - 장파는건물을투과할수있어실내까지정확한정보를전달할수있으며, 중계안테나없이송신탑 하나로 1,000km 에달하는한반도전역에시간을전달할수있음 - 일본은장파수신기가 5,000 만대이상보급되었으며, 독일도차량과주요산업시설에 1 억대이상 수신기가보급 9) 장파 ( 長波 ) 는주파수가 30~300kHz 정도, 파장범위가 1000m~10000m 정도인전자파를말하며, 장거리에강하고, 물속어느정도까지도달하므로선박과항공기무선항행등수중통신과표지통신 (Beacon) 등의특수목적으로이용됨 11 표 5_ 장파와다른망과의비교 구분 장파 GPS 이동통신망 인터넷 유선망 시스템 송신기 1대로 군사목적의 망구성복잡 복잡한유무선 복잡한유선망 1000km 위성망 중계망 유지 쉽고단순 어렵움 어렵움 어렵움 어렵움 높음소비전력낮음높음높음 ( 교류전원필요 ) 높음 ( 교류전원필요 ) 수신기크기 아주작음크기 중간크기 중간크기 중간크기 중간크기 부품비용 저가 고가 고가 고가 중가 기타 실내작동 하늘이보이는 기지국설치된 이동성낮음 이동성없음 지역 지역 출처 : 한국경제 (2017. 5. 22), http://news.hankyung.com/article/2017052155421?nv=o ( 국내 ) 해양수산부, 2019 년까지라디오신호로작동하는선박내비게이션기술인 e로란 10) 을시험가동할계획 - e로란 (eloran; enhanced Long Range Navigation) 은 GPS 보다 130만배나강력한신호를보내기때문에사이버공격에의한전파방해가어려운것으로알려짐 - 의도적인전파방해나스푸핑공격 (Spoofing; 잘못된위치정보를주는것 ) 을막는데효과적이지만, GPS 만큼정확하지않다는단점도있음 - 하지만, GPS 가공격당할경우선박이좌초되거나다른배와충돌할위험이있기때문에 GPS 공격을대비할수있는대안이되고있음 국방분야에서도 GPS 교란공격을대비할수있는대응체계의구축이필요 현재까지북한의 GPS 교란공격에대비할수있는확실한방법은없는상황이기때문에앞으로더욱심화될 GPS 교란공격에대비할수있는방안마련이필요 국방무기체계중에서도정밀유도무기체계의경우대부분관성유도 (INS) 를기본으로하고, GPS 를보조수단으로활용하고있지만, 오작동및정밀유도무기가오차범위를벗어나는등의피해를줄이기위해서는대비책이필요 - ( 영국 ) 위성신호를쓰지않고자이로스코프와가속도계를이용하는 TIMU(Timing Inertial Measurement Unit) 을개발중 - ( 캐나다 ) 군용항공기보호를위해 GPS 교란대응장비개발을추진 10) 중장거리항행원조시스템인로란-C 의서비스가용성을유지하면서도정확성과연속성, 그리고무결성을개선한항법표준. 위치정확도를기존의로란-C 에서최고 460미터까지발생하는오차의범위를 20 미터이내로, 서비스연속성을 150 초동안에 0.999 이상으로, 그리고무결성을 0.999999 로개선한표준. eloran 은고출력의저주파신호를사용하기때문에전파방해 ( 재밍, jamming) 등의영향을덜받으므로서비스가중단될가능성이낮고, 전용데이터채널을두어보정정보, 경계정보및무결성정보를전달한다는장점이있음 12
참고문헌 1. 국방부, 2016 국방백서, 2016. 6 2. 아주대학교국방전술네트워크연구센터, 위치기반국방응용기술, 2014. 6 3. NH투자증권, 산업리포트, 방위산업, 2015. 11 4. SK증권, 국방기술연구개발소개, 2014. 8 5. 방위사업청, FCC 전략계획 2015~2018 주요내용, 2016. 6. 1 6. 서울신문, 이제훈, " 자율차 무기정확도, 하늘위 GPS 전쟁에달렸다 ", 2017. 1. 9 7. 헤럴드경제, 김우진, 국방부 -미래부, 북한 GPS 전파교란정보실시간공유, 2016, 5, 26 8. 네이버캐스트, 김대영, 사드, 고고도미사일방어체계, 2015. 10. 8 9. 동아닷컴, 윤상호, 주한미군, 北정밀타격용 재즘 배치, 2017. 6. 27 10. 이데일리, 김관용, 장사정포정밀타격 GPS 유도폭탄내년배치. 2017. 2. 17 11. 조선닷컴, 안형영, ' 특전사생명줄 ' GPS 화물낙하산올해말까지전력화, 2016. 10. 3 12. IT조선, 양욱, 지도가없이는승리도없다 전쟁지도와구글맵, 2016. 10. 16 13. 중앙일보, 김민석, 명중오차 10m, 현무 - 2C 비밀은 카나드 와 GPS. 2017. 6. 27 14. 뉴시스, 김혜경, 日, 초저고도관측위성발사 군사적이용가능, 2017. 7. 17 15. 시사저널, 양욱, 남한전역훤히꿰뚫어보는北 F 무인기, 2017. 7. 8 16. 조선닷컴, 이용수, 北무인기잡는레이더, 내년부터실전배치, 2011. 7. 15 17. IT조선, 차주경, 무인기막는 안티드론 시장, 2023 년 1조 7,636 억원규모전망, 2017. 7. 9 18. 서울경제, 변재현, 북핵 미사일무섭다며 방위비확늘리는일본, 2017. 7. 17 19. 뉴스1, 장용석, 독일 일본, 상호무기수출 공동개발가능해졌다, 2017. 7. 19 20. MBC 뉴스, 김재홍, [ 단독 ] 北지형한눈에 軍지리공간정보사령부창설, 2017. 6. 18 21. SBS뉴스, 김우식, 꿈의무기 까지탑재할스텔스구축함 줌월트, 2016. 10. 15 22. 아시아경제, 김혜원, 中, 펜타곤본따국방첨단기술연구조직신설, 2017. 7. 27 23. 노컷뉴스, 김중호, 사방이분쟁중인中, 군사력증강으로정면돌파시도, 2017. 7. 26 24. 머니투데이, 송학주, 프랑스와공동으로 GPS 오차보정시스템 개발, 2016. 10. 25 25. 중앙일보, 김상진, 러시아, 317조원투입군비증강한반도유사사태대비한측면도, 2017. 7. 27 26. 연합뉴스, 박영석, 북한위협빌미무장강화속도내는일본, 2017. 7. 17 13 14