위성항법 신호는 신호 구조가 공개되어 있어 기만 공격에 취약하다. 이를 해결하는 가장 효과적인 방법은 암호화된 신호를 이용하는 방법이 있으나, 민간 사용자는 사용이 불가능해 두 번째로 효과적인 Angle of Arrival (AoA) 기법을 통해 기만 공격 에 대응할 수 있다. AoA 기법은 일반적으로 배열 안테나를 사용하는데, 배열 안테나를 사용할 경우 크기와 형상에 제약이 있고, 별도의 신호처리부를 위한 전력 및 비용이 증가하는 단점이 있다. 본 논문은 이동 상황에서 단일 안테나 수신기를 이 용하여 합성 개구 방식을 이용해 방위각을 추정하여 기만을 검출하는 기법을 제안한다. 단일 안테나 수신기를 사용해 방위 각을 추정할 경우 서로 다른 시점의 반송파 측정치를 위성 이동량을 보정하여 마치 같은 시간에 동일 위성에서 받은 반송 파 측정치로 모사하여 간섭계 방식의 방위각 추정이 가능하다. 이 방식의 경우 이동 방향을 기준으로 대칭되는 방향에서 수신되는 신호의 구분이 불가한 180° 모호성이 발생하는 한계가 있지만 기만 검출을 위해 활용이 가능하다. 본 논문에서 는 단일 안테나를 통한 합성 개구 방식의 기만 검출 알고리듬을 제안하고, 모의를 통해 기만 신호와 실제 신호의 방위각 추 정 성능을 확인하였다.

GNSS Spoofing Detection through Azimuth Estimation of Synthetic Aperture Method using Single Antenna in Mobile Platform

Junho Ong, Hyoungmin So*

GNSS signals are vulnerable to spoofing attacks due to open signal structure. The most effective way to solve this problem is to use an encrypted signal, but since nonmilitary users cannot use it, the second effective Angle of Arrival (AoA) technique can respond to spoofing attacks. The AoA technique generally uses an array antenna, but when using an array antenna, there are limitations in size and shape, and power and cost for a separate signal processor are increased. This paper proposes a technique to detect spoofing by estimating the azimuth angle using a synthetic aperture method using a single antenna receiver attached in a moving platform. As the platform moves, the receiver collects carrier measurements. And then the multiple measurements collected at different epochs are modified to construct virtual multiple antenna measurements at the same epoch by using the synthetic aperture algorithm. Assuming translational motion, this method cannot discriminate signals from the satellites located symmetric with respect to the trajectory between two consecutive epochs, named 180o ambiguity. Even though the method has this limitation, it could be used to detect spoofing attack considering that general spoofing signals are transmitted from a single spoofing attack antenna. Simulation results show that the proposed method can discriminate authentic and spoofing signals successfully.

Speaker 옹준호 과학기술연합대학원대학교