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GPS L1 C/A 기만 신호 검출 기법 설계
Design of GPS L1 C/A Spoofing Signal Detection Algorithm 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.18 no.1 = no.64, 2014년, pp.7 - 13  

임순 (한국항공우주연구원 교통항법연구센터 위성항법팀) ,  임덕원 (한국항공우주연구원 교통항법연구센터 위성항법팀) ,  허문범 (한국항공우주연구원 교통항법연구센터 위성항법팀) ,  남기욱 (한국항공우주연구원 교통항법연구센터 위성항법팀)

초록
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본 논문에서는 GPS 전파 간섭 신호의 한 종류인 기만 신호를 검출하는 기법을 제안한다. 본 논문에서 기만의 대상이 되는 신호에는 민간에 구조가 공개된 GPS L1 C/A 신호로 선정하였으며 GPS L1 C/A 기만 신호의 영향을 분석하고 이를 통해서 기만 신호 검출 기법을 제안한다. 제안하는 기만 신호 검출 기법은 상관함수가 왜곡된 정도로 기만 신호의 인가를 판단한다. 기만 신호의 판단기준은 수신기 열잡음의 통계적 특성으로부터 정량적인 수치로 계산된 임계값을 이용하였다. 제안하는 기법을 검증하기 위한 시뮬레이션은 MATLAB을 기반으로 구성하였으며 기만 신호에 의한 상관함수 왜곡 및 코드 위상 오차를 확인하였다. 그리고 본 논문에서 제안하는 기만 신호 검출 기법을 적용하여 기만 신호의 검출 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 기법에 의한 기만 신호 검출성능을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, an effect on a GPS receiver by spoofing signal is analyzed and a GPS spoofing signal detection algorithm for GPS L1 C/A spoofing signal is proposed. A proposed detection algorithm monitors the correlation function distortion by the spoofing signal. If detected distortion is over a det...

주제어

#GPS spoofing   #Spoofing detection   #Correlation function distortion  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 기만 신호 검출 임계값을 구하기 위해 기만 신호 오검출 확률을 계산하였다. 식 (8)에서 구한 상관값 xE, xP, xL을 각각 Early, Prompt, Late Tap의 확률변수에 대한 값이라 하면 이 상관값들은 Rician 확률분포로 가진다[3].
  • 본 논문에서는 기만 신호의 인가로 인한 상관함수 왜곡을 감지하고 이 왜곡을 통해 기만 신호의 인가를 판단하는 알고리즘을 제안하였다. 그리고 MATLAB을 통한 알고리즘의 검증을 수행하였다.
  • 기존의 기만 신호 검출 기법 중 Parity 검출 기법, 수신된 신호의 통계적 특성을 이용한 기법은 연산량이 크다는 단점을 가지고 있다[2][3]. 본 논문에서는 기만 신호의 특성과 영향을 분석하고 이를 토대로 보다 효율적으로 기만 신호를 검출하기 위한 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 기법은 기만 신호에 의한 상관함수 왜곡을 판단하는 방법을 사용하였으며 MATLAB 기반의 시뮬레이션을 통하여 기만 신호를 인가하였을 때에 대한 기만 신호 검출 성능을 검증하였다.

가설 설정

  • L는 검출식 (13), (14)에 대한 확률변수의 값이다. 본 논문에서는 검출식 (13), (14)의 검출식의 결과가 양의 값인 경우만을 가정하였다. 식 (23)과 (24)로부터 xd.
  • 여기서 mE, mP, mL과 σ2E, σ2P, σ2L는 Early, Prompt, Late Tap의 상관값의 평균과 잡음의 분산이며 본 논문에서 잡음의 분산은 1로 가정하였고 각각의 상관값의 평균은 mE=mL=mP/2를 만족한다[7].
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참고문헌 (8)

  1. Inside GNSS, UAVs Vulnerable to Civil GPS Spoofing [Internet]. Available:http://insidegnss.com/node/3131 

  2. H. Wen et al, "Countermeasures for GPS signal spoofing," Proceedings of ION GNSS 2005, pp.1285-1290, Sep, 2005. 

  3. A. Jafarnia-Jahromi et al, "Detection and Mitigation of Spoofing Attacks on a Vector-Based Tracking GPS Receiver," Proceedings of ION ITM 2012, pp.790-800, Jan, 2012. 

  4. D. Lim et al, "A Model-Based Multipath Estimation Technique for GPS Receiver," Journal of Institute of Control, Robotics and Systems, vol.18, no.4, pp.391-399, 2012. 

    원문보기 상세보기 crossref

  5. E. D. Kaplan et al, Understanding GPS, second edition, Artech House, 2006. 

  6. G. D. Durgin, Space-Time Wirless Channels, Prentice Hall, 2002. 

  7. R. E. Ziemer et al, Principles of Communications, 6th Edition, John Wiley & Sons, 2009. 

  8. S. Lim et al, "Design of Software-based GPS Spoofing Signal Generator," Proceedings of ICS08, pp.63-64, Apr, 2008. 

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