최근 의도적이든 비의도적이든 롤 방향으로 회전하는 비행체가 개발되고 있다. 롤 방향으로 회전하는 비행체에 지속적으로 시각, 위치, 속도 정보를 제공하기 위한 목적으로 위성항법장치가 탑재되어 운용 되는 경우, 가장 취약한 부분이 재밍과 같은 외부의 교란신호로 인해 발생한 잘못된 위성항법해로 시각, 위치, 속도가 잘못 제공되어 원하는 목표로 이동하지 못하는 것이다. 외부 장치 및 데이터를 사용하지 않고 비 행체에서 가장 효과적으로 적용할 수 있는 방법이 위성항법장치 내 항재밍 기능을 탑재하는 것이다. 롤 회전이 발생하는 비행체에 탑재되는 항재밍 위성항법장치의 교란대응 능력을 검증하기 위해서는 롤 회전이 존재하 는 항체에 재 밍신호를 인가하며 항재밍 및 위성항법 성능을 분석할 수 있는 시험환경을 구축해야 한다. 실제 비행체를 모의한 항체를 롤 회전시켜 항재밍 능력을 분석하기에는 시험시설 구축 비용 및 점검장비 개발 비 용도 많이 발 생하고, 다양한 시험조건에서 검증하기에는 시험치구 설계, 제작을 포함하여 막대한 비용이 추가로 들어가게 된다. 본 논문에서는 롤 회전 장치 및 시험치구, 점검장비 등의 구축 비용은 절감하고, 롤 회전 시의 항재밍 및 위성항법 성능을 측정할 수 있는 실시간 항체 정보 입력을 위해 개발한 점검 소프트웨어를 포함한 모의시험 환경 구축방안에 대해 제안한다. 본 논문에서 구축한 모의시험 환경을 통해 다양한 롤 속도 및 기동 환경 에서도 항재밍 및 위성항법 성능을 분석할 수 있음을 실제 회전대응 항재밍 위성항법장치를 활용한 시험을 통해 검증하였다.

Construction of a simulation environment for analyzing anti-jamming and GPS navigation performance of the GPS receiver in roll-rotating flight vehicles

Junwoo Jung*, Hyunhee Won, Minsoo Kim, Youngchan Lee, Seungbok Kwon, Woogeun Ahn, Sung Wook Yun

Recently, flight vehicles have been developed that exhibit roll rotation due to intentional or unintentional reasons. When a global positioning system (GPS) receiver is installed and operated in a flight vehicle that rotates in the roll direction to continuously provide time, position, and velocity information, the most vulnerable aspect is the incorrect provision of time, position, and velocity due to external interference signals such as jamming, resulting in the failure to move to the destination. The most effective method that can be applied to flight vehicles without using external devices and data is to integrate anti-jamming functions within the GPS receiver. To verify the anti-jamming capability of satellite navigation systems installed in flight vehicles that experience roll rotation, it is necessary to establish a test environment that can analyze anti-jamming capability and GPS navigation performance by applying jamming signals to an airframe with roll rotation. Simulating the roll rotation of an actual flight vehicle to verify the anti-jamming capability incurs significant costs for constructing the setup and developing inspection equipment, and altering the actual roll direction for verification involves substantial costs, including the design and production of test fixtures. This paper proposes a construction structure for a simulated test environment, including inspection software developed for real-time flight vehicle information input, which can measure anti-jamming capability and GPS navigation performance during roll rotation of the airframe while reducing costs associated with constructing roll rotation devices, test fixtures, and inspection equipment. The constructed simulated test environment verifies that anti-jamming capability and GPS navigation performance can be analyzed in various roll speeds and maneuvering environments through tests using actual roll-responsive anti-jamming satellite navigation systems.

Keywords: simulation environment, anti-jamming, GNSS navigation, roll-rotating, flight vehicle

Speaker 정준우* LIG넥스원