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[국내논문] 회절을 고려한 수도권 서북부 지역에서 GPS L1 C/A 신호의 재밍영향분석
Jamming Effects of GPS L1 C/A Signal by Knife-Edge Diffraction Loss at Seoul Metropolitan Northwestern Region 원문보기

한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 통신이론 및 시스템, v.38C no.9, 2013년, pp.757 - 763  

유승수 (건국대학교 전자공학부) ,  김선용 (건국대학교 전자공학부)

초록
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본 논문에서는 수도권 서북부 지역의 3차원 지리정보를 바탕으로 다중예봉모형을 (multiple knife-edge model) 적용해 전파교란기와 수신기의 지리적 위치에 따른 회절손실을 (diffraction loss) 계산하고, 이를 바탕으로 광대역 잡음재밍 (wideband Gaussian null-to-null noise jamming), 스펙트럼일치형재밍 (matched spectrum jamming), 연속파재밍에 (continuous wave jamming) 의한 GPS (global positioning system) L1 C/A (coarse/acquisition) 신호의 여유재밍전력을 (marginal jamming power) 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study discusses the multiple knife-edge diffraction loss with the receiver and jammer located in the Seoul metropolitan northwestern region. The considered positioning and jamming signals are the GPS L1 C/A signal and several jamming signals such as the wideband Gaussian noise, matched spectrum...

Keyword

#GPS   #multiple knife-edge model   #diffraction loss   #jamming  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 회절은 직진하는 전자기파가 장애물을 만났을 때 그 경로가 굴절되는 현상으로 관심 있는 영역의 규모에 따라 많은 회절모형이 있다[8,9]. 본 논문에서는 많은 회절 모형 가운데 수도권 서북부 영역에 적용할 수있는 다중예봉모형에 (multiple knife-edge model, MKE 모형) 따른 회절감쇠를 다룬다. MKE 모형은 Fresnel 영역과 지형의 관계를 고려한 회절모형으로 산정의 예봉에 의한 전파감쇠를 고려한 모형이다[8].
  • 본 논문에서는 다중예봉모형에 따른 경로손실을 정리하였으며, 이를 바탕으로 최근 북에 의한 재밍 도발이 자주 발생하는 수도권 서북부 지역에서의 재밍영향을 분석하였다. 이를 위해 해주, 개성, 서울, 인천, 연평도를 포함하는 수도권 서북부 지역의 3차원 지형도를 도시하였으며, 이로부터 대표적인 지형 모형을 도출하고, 이를 다중예봉모형에 따라 근사화했다.

가설 설정

  • 이처럼 GPS 신호가 재밍에 취약한 이유는 크게 2가지이다. 첫째, 지상에 위치한 GPS 수신기의 GPS 신호 수신전력이 상당히 미약하기 때문이다. GPS 위성은 지상 약 2만 Km 상공을 선회하며, 이 위성에서 송신한 측위신호는 두터운 대기권을 거쳐 지상에 위치한 수신기로 수신된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
인터넷 쇼핑몰에서 구할 수 있는 전파교란기는 어떤 신호를 발생시킬 수 있는가? 상용 GPS 신호가 취약한 단점을 갖고 있는 반면, 이를 교란하기 위한 장치는 인터넷 쇼핑몰을 통해서도 쉽게 구입할 수 있다[7]. 판매되는 대부분의 전파교란기는 광대역잡음재밍 (wideband Gaussian null-to-null noise jamming, WB), 스펙트럼일치형재밍 (matched spectrum jamming, MS), 연속파재밍 (continuous wave jamming, CW) 신호 등을 발생시킨다. 본 논문에서도 WB, MS, CW 재밍신호를 고려한다.
회절은 어떤 현상인가? 따라서 전파의 자유공간 전파에 의한 감쇠 외에 지형에 의한 감쇠가 일어나며 지형에 의한 주요 감쇠 요인 가운데 하나는 회절에 의한 감쇠이다. 회절은 직진하는 전자기파가 장애물을 만났을 때 그 경로가 굴절되는 현상으로 관심 있는 영역의 규모에 따라 많은 회절모형이 있다[8,9]. 본 논문에서는 많은 회절 모형 가운데 수도권 서북부 영역에 적용할 수있는 다중예봉모형에 (multiple knife-edge model, MKE 모형) 따른 회절감쇠를 다룬다.
GPS 신호가 재밍에 취약한 이유는? 이처럼 GPS 신호가 재밍에 취약한 이유는 크게 2가지이다. 첫째, 지상에 위치한 GPS 수신기의 GPS 신호 수신전력이 상당히 미약하기 때문이다. GPS 위성은 지상 약 2만 Km 상공을 선회하며, 이 위성에서 송신한 측위신호는 두터운 대기권을 거쳐 지상에 위치한 수신기로 수신된다.
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참고문헌 (9)

  1. S. Kim, "South Korea, the United States, China, and Japan,658 aircraft damages...the government in South Korea, urged North Korea to stop GPS jamming," Joongangilbo, Retrieved Mar., 10, 2012, from http://article.joinsmsn.com/news/article/article.asptotal_id8136465&clocolinkarticledefault. 

  2. Y. Oh, "Metropolitan GPS, electronic warfare book was attacked. From the last four days spread from Korea personality and let launch, artillery instruments, including failure," Seoulshinmoon, Retrieved Mar., 7, 2011, from http://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id 20110307001016. 

  3. H. Kim, "Distance over 100km... North Korea GPS jamming, electronic war," Hankookilbo, Retrieved Sep., 9, 2011, from http://news.hankooki.com/lpage/society/201109 /h2011090617295721950.htm. 

  4. S. Yoo and K. Kim, "North Korea GPS jamming radio waves launched in the metropolitan area in South Korea," Dongailbo, Retrieved Mar., 7, 2011, from http://news.donga.com/3/all/20110307/3535606 7/1. 

  5. E. Kaplan and C. J. Hegarty, Understanding GPS Principles and Applications, 2nd Ed., Artech House, Nov. 2005. 

  6. S. Yoo, G. Jee, and S. Y. Kim, "Next generation GNSS technology trends," J. Korea Inform. Commun. Soc. (KICS), vol. 28, no. 7, pp. 25-36, July 2011. 

  7. S. Pullen and G. X. Gao, "GNSS jamming in the name of privacy: potential threat to GPS aviation," Inside GNSS, vol. 7, no. 2, pp. 34-43, Mar.-Apr. 2012, [Online], Available: http://www.insidegnss.com/auto/marapr12-Pull en.pdf. 

  8. J. Deygout, "Multiple knife-edge diffraction of microwaves," IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 14, no. 4, pp. 480-489, July 1966. 

    상세보기 crossref

  9. J. Komijani, A. Mirkamali, and J. Nateghi, "Combining multiple knife-edge diffraction and ground reflections for terrain path loss calculation," in Proc. Fourth European Conf. Antennas Propag. (EuCAP), pp. 1-3, Barcelona, Spain, Apr. 2010. 

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