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빅데이터 분석을 활용한 GPS 전파교란 대응방안
Big Data Analytics for Countermeasure System Against GPS Jamming 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.23 no.4, 2019년, pp.296 - 301  

최영동 (숭실대학교 IT정책경영학과) ,  한경석 (숭실대학교 경영학부)

초록
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인공지능은 우리 실생활과 밀접하게 연관되어 다양한 분야에서 혁신을 주도하고 있다. 특히 인공지능을 보유한 이동수단으로서, 자율무인이동체의 연구가 활발하게 이루어지고 곧 실용화를 앞두고 있다. 자율자동차와 무인기 등이 스스로 경로를 설정하고 목적지까지 이동하기 위해서는 정확한 위치정보를 제공하는 항법장비가 필수적이다. 현재 운용되고 있는 이동수단들의 항법은 대부분 GPS에 의존하고 있다. 그러나 GPS는 외부 교란에 취약하다. 지난 2010년부터 북한은 수차례 GPS교란을 감행하여 우리 측에 이동통신, 항공기 운항 등에심각한 장애를 유발했다. 따라서 자율무인이동체의 안전성을 보장하고 교란으로 인한 피해를 방지하기 위해서는 신속한 상황판단과 대응이 요구된다. 본 논문에서는 빅데이터, 머신러닝 기술을 기반으로 John Boyd의 OODA LOOP Cycle(탐지-방향설정-결심-행동)을 적용한 조치방안 도출과 결심을 지원하는 GPS 전파교란 대응체계를 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Artificial intelligence is closely linked to our real lives, leading innovation in various fields. Especially, as a means of transportation possessing artificial intelligence, autonomous unmanned vehicles are actively researched and are expected to be put into practical use soon. Autonomous cars and...

주제어

#GPS   #Elecromagnetic Interference   #OODA LOOP   #Autonomous System   #Machine Learning  

표/그림 (6)

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

문제 정의

  • 본 논문에서는 GPS 전파혼신이 발생할 수 있는 여러 상황 중에 우리에게 가장 위협이 되고 발생가능성이 높은 북한의 의도적 교란에 의한 장애발생 사례만을 가정한다. 그리고 이러한 상황에서 신속하게 파악하고 대응할 수 있도록 빅데이터(big data), 머신러닝(machine learning) 등 제4차산업혁명의 핵심기술을 적용한 GPS 전파교란 대응방안을 제안하고자 한다.
  • 교란신호를 방출하고 있는 교란 장비의 위치를 입력하면, 현재 운용중인 장비들에 미치는 영향을 시현해준다. 사용자들이 어느 지역에서 GPS를 정상적으로 사용할 수 있는지를 알려주는 것이다. 이를 참조하여 사용자는 교란신호를 회피할 수 있는 운행경로를 계획할 수 있다.

가설 설정

  • 본 논문에서는 GPS 전파혼신이 발생할 수 있는 여러 상황 중에 우리에게 가장 위협이 되고 발생가능성이 높은 북한의 의도적 교란에 의한 장애발생 사례만을 가정한다. 그리고 이러한 상황에서 신속하게 파악하고 대응할 수 있도록 빅데이터(big data), 머신러닝(machine learning) 등 제4차산업혁명의 핵심기술을 적용한 GPS 전파교란 대응방안을 제안하고자 한다.
  • GPS 전파교란 원리는 다음과 같다. 약 20,200 km 상공에서 비행중인 위성에 25 W 백열전구가 설치되고 여기에서 발생시키는 빛을 지상에서 관찰하는 상황을 가정하면, 지구에서 빛을 수신하는 수신자는 위성으로부터 오는 미약한 불빛을 확인할 수 있을 것이다. 그러나 수신자 근처에서 공격자가 관찰을 방해할 목적으로 강한 써치라이트를 비추게 되면, 희미하게 보이던 백열전구의 불빛을 더 이상 인식할 수 없게 된다[6].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
OODA LOOP이란? OODA LOOP는 군사 전략가였던 미 공군대령 John Boyd가고안한 의사결정 모델이다. 이론에 따르면, 관찰(observe)-방향 설정(orient)-결심(decide)-행동(act)의 각 단계를 중첩하면서 이루어지는 순환을 빠르게 유지해야 급변하는 상황 속에서 최적의 방안을 신속하게 도출할 수 있다.
OODA LOOP이론이 제시하는 최적의 방안을 신속하게 도출하는 방법은? OODA LOOP는 군사 전략가였던 미 공군대령 John Boyd가고안한 의사결정 모델이다. 이론에 따르면, 관찰(observe)-방향 설정(orient)-결심(decide)-행동(act)의 각 단계를 중첩하면서 이루어지는 순환을 빠르게 유지해야 급변하는 상황 속에서 최적의 방안을 신속하게 도출할 수 있다. GPS 교란 상황에서 OODA LOOP에서 제시한 개념을 GPS 교란 탐지 및 대응체계에 적용하면 신속하고 적절한 대응을 위한 결심지원체계로서의 역할을 수행할 것이다.
GPS의 단점은? 그런데 GPS는 외부의 교란에 취약성을 지닌다. 먼저, 국제적인 대표 사례로는 미국의 RQ-170가 이란에 포획된 사건을 들 수 있다.
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