KR101513100B1

KR101513100B1 - 단일안테나 위성항법 수신기와 관성센서를 이용하는 항법위성신호 기만탐지 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101513100B1
Application number: KR1020140011716A
Authority: KR
Inventors: 소형민; 이기훈; 송기원
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2015-04-17

Abstract

본 발명은 단일안테나의 위성항법 수신기와 저가의 관성센서를 이용하여 입사각 검출방식의 항기만을 구현할 수 있는 항법위성신호 기만탐지 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 일정 시간간격마다 위성신호에서 반송파를 연속적으로 측정하는 단일 안테나 위성항법 수신기; 및 위성 항법수신기가 반송파를 측정하는 시간 동안 사용자의 위치 이동 정보를 측정하는 관성센서;로 구성되어, 상기 단일 안테나 위성항법 수신기는 상기 관성센서에서 측정된 사용자의 위치 이동정보를 근거로 연속된 2개의 반송파 측정값의 획득 지점을 판별한 후 해당 두 지점에서 수신된 반송파 측정값을 이용하여 위성신호의 입사각을 추정한다.

Description

단일안테나 위성항법 수신기와 관성센서를 이용하는 항법위성신호 기만탐지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SPOOFING DETECTION WITH SINGLE ANTENNA GNSS RECEIVER AND INERTIAL MEASUREMENT UNIT}

본 발명은 위성항법 수신기에서 항법위성 신호의 기만에 대응하기 위해 입사각 검출방식을 적용하는 기만탐지 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 GPS로 대표되는 위성항법시스템(GNSS)은 20,200km 상공에서 신호를 송신하기 때문에 지상에 도달하는 신호의 세기가 매우 약하여 인위적인 교란 및 기만에 취약한 것으로 알려져 있다.

인위적인 교란은 GNSS 신호의 주파수 대역에 매우 큰 세기를 갖는 신호를 송출하여 사용자로 하여금 GNSS 신호를 이용하지 못하게 하는 방식이다. 이와는 달리 GNSS신호의 기만은 GNSS 신호와 유사하게 복제된 신호를 송출하여, 사용자가 신호의 이상을 인지하지 못한 채 복제된 신호에 의해 유도되는 것을 말한다. 이처럼 GNSS신호의 기만은 사용자가 자신이 잘못된 GNSS 신호를 수신하고 있다는 것을 인지할 수 없다는 점에서 인위적 교란 보다 더욱 심각한 위험을 초래할 수 있다.

최근 GPS신호의 기만에 의한 것으로 추정되는 무인 항공기의 납치사건 이후 위성항법 신호의 기만에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 실제 실험을 통하여 무인 항공기나 선박이 기만신호에 의해 실제와는 다른 위치로 유도되는 것을 확인한 바 있다.

이와 같이 기만을 일으키는 기법은 복잡도에 따라 3가지로 분류 가능하다.

첫째는, GNSS 신호 모의 장치(GNSS simulator)를 이용하는 단순기만 장치로, 기만 시점의 실제 GNSS 신호와의 동기는 무시하고 임의의 GNSS 신호를 송출하는 방식이다. 둘째는 GNSS 수신기와 결합된 GNSS 신호 모의장치를 이용하는 중간 단계의 기만 장치로, 기만 시점의 GNSS신호를 수신하여 신호의 지연, 항법 메시지, 신호의 세기 등을 매우 유사하게 모의하여 기만 신호를 송출하는 방식이다. 셋째로는 다수의 GNSS 수신기가 결합된 모의장치를 동시에 연동하는 방식으로, 가장 복잡한 형태의 기만기 구조이다.

상기와 같은 기만 기술에 대응하는 항기만 방식은, 미국 Mitre Corp.의 Volpe report에서 항기만 성능 수준에 따라 아래와 같이 분류된다.

1. 신호 세기 검출(Amplitude discrimination)

2. 도착 시간 검출 (Time-of-Arrival discrimination)

3. 안테나 편파 검출 (Polarization discrimination)

4. 관성 항법장치와의 일관성 상호 검증(Consistency of navigation inertial measurement unit (IMU) cross-check)

5. 입사각 검출 (Angle-of-arrival discrimination)

6. 암호화 인증 (Cryptographic authentication)

상기 방식들 중 첫 번째부터 세 번째 방식들은 약간의 복잡도를 추가한 기만장치에 의해서도 쉽게 기만되는 것으로 알려져 있다. 이들 중 가장 강건한 항기만 기술은 여섯 번째인 암호와 인증 기법이다. 이 방식은 다수의 GNSS 수신기가 연동된 최고 수준의 기만에도 대항할 수 있지만, 이를 위해서는 현존하는 GNSS 위성 신호의 체계를 수정해야 하기 때문에 현 시점에서 현실적인 방법이 되지 못한다. 따라서 네 번째와 다섯 번째인 관성 항법장치와의 일관성 상호 검증 방식과 입사각 검출방식이 최근 주로 연구되고 있는 방식이다.

우선, 관성 항법장치(IMU : Inertial Measurement Unit)와의 일관성 상호 검증 방식은, GNSS를 이용한 항법 속도해와 IMU를 이용한 속도해를 비교하여, 현재 수신되는 GNSS 신호가 IMU로 계산되는 물리적인 움직임과 일치하는지를 판단하는 방식이다. 이 방식은 일반적인 항공기 및 선박의 경우 복수의 항법장치로 IMU를 탑재하는 것이 일반적이므로 현실적으로 적용 가능한 방법이 된다.

입사각 검출 방식은 다수의 안테나로 구성되는 배열 안테나 GNSS 수신기 또는 다수의 단일 안테나 수신기를 이용해서 기만신호의 송출 방향을 탐지하는 방식이다. 수신되는 신호의 송출 방향이 위성이 방송하고 있는 위성 궤도력 정보와 일치하는지 판단하여 기만 신호의 여부를 판단하게 된다. 사용자는 다수의 GNSS 위성 신호를 수신하기 때문에 모든 위성에 대해 동일한 방향에 기만기를 위치시키지 못하는 한계를 이용하는 방식이다.

이상에서 언급한 관성 항법장치와의 일관성 상호 검증 방식과 입사각 검출 방식은 현 시점에서 적용 가능하고 우수한 항기만 성능을 확보할 수 있으나, 다음과 같은 문제점들을 갖고 있다.

첫째로, 관성 항법장치를 이용하여 상호 검증을 수행하는 방식은, 독립된 항법 센서를 이용한다는 장점이 있으나, 관성 항법장치(IMU)의 잡음 및 발산 특성으로 인해 점진적으로 인가되는 기만 공격에 대해서는 대응할 수 없다는 한계점이 연구 결과를 통해 확인된 바 있다. 이것은 일반적인 IMU와 GNSS 수신기의 결합에서 GNSS 수신기의 항법 결과를 기준으로 하여 IMU 결과물을 보정하는 방식을 적용하기 때문에, GNSS 수신기가 IMU의 오차 수준 내에서 서서히 기만을 받게 되면 IMU는 이를 인식하지 못하고 결국 기만된 GNSS 신호를 추종하기 때문이다. 이를 극복하기 위해서는 고정밀 IMU가 필요한데 IMU의 가격은 정밀도에 따라 급수적으로 증가하는 특징이 있으므로 비용을 상승시키는 한계를 갖게 된다.

둘째로, 입사각 검출방식은 다수의 안테나에서 수신되는 신호를 이용해서 수신되는 신호의 입사각을 검출하는 방식이기 때문에, 형상이 크고 고가인 배열 안테나와 다수의 안테나 수신 신호를 처리하기 위한 신호 처리부가 요구된다. GNSS 수신기의 소형화가 급속히 이루어지고 있는 환경에서, 배열 안테나 구조 및 신호 처리부의 증가는, GNSS 수신기 가격 상승 및 크기의 증가를 가져오게 된다. 단일 안테나 수신기를 네트워크로 연결하여 기만 신호를 탐지하는 방법도 있으나, 이는 일반적인 사용자에게 적용할 수 있는 방식은 아니다.

따라서, 본 발명의 목적은 다양한 위성항법 수신기 분야에 적용할 수 있는 항법위성신호 기만탐지 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 입사각 검출방식을 이용하는 항기만 기법을 단일안테나 위성항법 수신기와 저가의 관성센서만을 이용해서 구현할 수 있는 항법위성신호 기만탐지 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 항법 위성신호의 기만 탐지장치는, 일정 시간간격마다 위성신호에서 반송파를 연속적으로 측정하는 단일 안테나 위성항법 수신기; 및 위성 항법수신기가 반송파를 측정하는 시간 동안 사용자의 위치 이동 정보를 측정하는 관성센서;로 구성되어, 상기 단일 안테나 위성항법 수신기는 상기 관성센서에서 측정된 사용자의 위치 이동정보를 근거로 연속된 2개의 반송파 측정값의 획득 지점을 판별한 후 해당 두 지점에서 수신된 반송파 측정값을 이용하여 위성신호의 입사각을 추정한다.

상기 단일 안테나 위성항법 수신기는 GNSS수신기로 구현된다.

상기 단일 안테나 위성항법 수신기는 반송파 측정값들을 측정 시간 동안의 위성의 이동량만큼 보상한 후 보상된 반송파 측정값들을 서로 차분하여 평면에서의 수평거리 차이를 계산하고, 계산된 수평거리 차이와 관성센서에서 측정된 사용자의 위치 이동정보를 이용하여 위성신호의 입사각을 추정한다.

상기 단일 안테나 위성항법 수신기는 보상된 반송파 측정값들을 서로 차분하여 위성으로부터 측정된 거리의 차이를 계산하고, 계산된 거리의 차이를 위성의 앙각를 이용해서 지평면에 사영하여 평면에서의 수평거리 차이를 계산한다.

상기 단일 안테나 위성항법 수신기는 측정 시간 동안의 위성의 위치 변화량을 사용자와 위성간의 시선벡터와 내적하여 보상량을 계산한 후 계산된 보상량을 반송파 측정값과 합산하여 반송파 측정값을 보상한다.

상기 단일 안테나 위성항법 수신기는 계산된 수평거리 차이와 관성센서에서 측정된 사용자의 위치 이동거리를 이용하여 위성 신호의 입사각을 계산한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 항법 위성신호의 기만 탐지방법은, 단일 안테나 위성항법 수신기를 통하여 일정 시간간격마다 위성신호에서 반송파를 연속적으로 측정하는 단계; 상기 측정된 반송파 측정값들을 위성의 이동량만큼 보상하는 단계; 상기 보상된 반송파 측정값들을 서로 차분하여 평면에서의 수평거리 차이를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 수평거리 차이와 관성센서에서 측정된 사용자의 위치 이동정보를 이용하여 수신 신호의 입사각을 추정하는 단계;를 포함한다.

상기 단일 안테나 위성항법 수신기는 단일 안테나를 갖는 GNSS수신기로 구현된다.

상기 수평 거리 차이를 계산하는 단계는 상기 보상된 반송파 측정값들을 서로 차분하여 위성으로부터 측정된 거리의 차이를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 위성으로부터 측정된 거리의 차이를 위성의 앙각를 이용해서 지평면에 사영하여 평면에서의 수평거리 차이를 계산하는 단계;를 포함한다.

상기 반송파 측정값을 보상하는 단계는 측정 시간 동안의 위성의 위치 변화량을 사용자와 위성간의 시선벡터와 내적하여 보상량을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 보상량을 반송파 측정값과 합산하여 반송파 측정값 보상하는 단계;를 포함한다.

상기 수신 신호의 입사각은 계산 수평거리 차이와 관성센서에서 측정된 사용자의 위치 이동거리를 이용하여 계산된다.

본 발명은 입사각 검출방식을 이용하는 항기만 기법을 단일안테나 위성항법 수신기와 저가의 관성센서만을 이용해서 구현함으로써 형상 및 비용의 제약으로 인해 군용 장비와 같은 일부 주요 장비에만 적용 가능했던 항기만 기법을 별도의 하드웨어 추가 없이 항공기, 선박, 군용 휴대용 항법 장치, 스마트 폰 등 다양한 위성항법 수신기 분야에 적용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 항법위성신호 기만탐지 장치의 구성도.
도 2는 입사각 검출 기법 적용에 필요한 본 발명의 실시예에 따른 항법위성신호 기만탐지 장치의 구성도.
도 3은 본 발명에서 입사각 검출 방식 기반의 항기만 기법을 구현하기 위한 개념도.
도 4는 단일안테나 수신기를 이용하는 입사각 검출방법의 GNSS 반송파 측정값 모델 수립을 위한 개념도.

본 발명은 단일 안테나 GNSS 수신기와 관성센서를 이용하여 입사각 검출 방식에 기반한 항기만 방법을 제안한다. 이 방법은 입사각 검출방식을 다수의 안테나가 아닌 단일 안테나 수신기에서도 적용할 수 있는 것으로 저가의 관성센서 추가만으로 구현이 가능하다. 특히 일반적인 항공기 및 선박뿐 아니라 대다수의 스마트폰에는 이미 GNSS 수신기와 관성센서가 장착되어 있기 때문에 실질적으로 적용 가능한 방법이다. 특히 이러한 방법은 기존의 GNSS 수신기와 저가의 IMU를 하드웨어적인 수정 없이 이용할 수 있기 때문에 현 시점에서 가장 우수한 수준의 항기만 기법을 저가의 하드웨어에 적용할 수 있다.

도 1은 종래의 항법위성신호 기만탐지 장치의 구성도로서, 입사각 검출 기법 적용에 필요한 배열 안테나 GNSS수신기의 구조를 나타낸다.

도 1에 도시된 바와같이, 종래의 배열 안테나 GNSS수신기(100)는 형상이 크고 고가인 배열 안테나(101)와, 상기 배열 안테나(101)내의 다수의 안테나(#1~#N)의 수신 신호를 처리하기 위한 RF신호 처리부(102)와, 상기 RF신호 처리부(102)에서 출력된 다중신호를 처리하는 다중 수신 신호 처리부(103)를 포함하고 있다. 또한, 상기 다중 수신 신호 처리부(103)에는 기저대역 신호처리부(104)와 항법장치부 (Navigation)(105)가 연결된다.

상기 구성은 일반적인 GNSS 수신기가 단일 안테나, 단일 RF 신호 처리기, 기저대역 신호처리부, 항법 장치부로 구성되는 것과 달리, 다수의 안테나와 다수의 안테나 신호 처리를 위한 부가적인 장치들이 추가되는 형태를 가지고 있다.

도 2는 입사각 검출 기법 적용에 필요한 본 발명의 실시예에 따른 항법위성신호 기만탐지 장치의 구성도이다.

도 2와 같이 본 발명의 실시예에 따른 항법위성신호 기만탐지 장치는 단일 안테나를 갖는 위성항법 수신기(GNSS수신기)(200)와 관성센서(201)를 포함하여 구성된다. 본 발명은 GNSS수신기를 그대로 사용하기 때문에 기존의 소형화된 GNSS 수신기를 사용할 수 있으며, 추가되는 구성은 관성센서 데이터를 수신하는 부분이다.

따라서, 일반적으로 항공기나 선박의 경우 GNSS 수신기와 관성 항법장치 (IMU)의 데이터를 통합처리하기 때문에 하드웨어의 변경이 불필요하다. 스마트폰의 경우에도 GNSS 수신기와 관성센서가 내장되어 있으므로, 본 발명에서 제안된 기법을 바로 적용할 수 있다.

도 3은 본 발명에서 입사각 검출 방식 기반의 항기만 기법을 구현하기 위한 개념도이다.

도 3을 참조하면, 위성 항법수신기(200)는 정해진 시간 간격(T)마다 GNSS반송파를 측정하여 반송파 측정값을 출력한다. 본 실시예에서는 연속된 2개의 측정값 (#1, #2)을 이용하는 간섭관측(interferometer)기법을 이용한다.

상기 위성 항법수신기(200)가 반송파를 측정하는 시간 간격(T) 동안에 관성센서 (201)는 사용자 이동정보(D)와 방향정보(α)를 측정한다. 상기 사용자 이동정보(D)와 방향정보(α)는 사용자의 위치 이동량 및 방향을 나타낸다. 상기 관성센서 (201)에서 검출된 사용자 정보(D, α)를 이용하면 연속된 2개의 GNSS 반송파 측정값이 획득된 위치를 상대적으로 알 수 있게 된다.

따라서, 본 발명은 상대적인 위치를 알고 있는 두 지점에서 수신된 GNSS 반송파 측정값을 이용하여 수신 신호의 입사각을 추정하는 방법을 제안한다.

또한, 본 발명은 연속된 시간 간격(T)에 대한 GNSS 반송파 측정값을 이용하여 수신 신호의 입사각을 추정할 때, 해당 시간 동안의 위성의 이동을 고려함으로써 반송파 측정값을 위성의 이동량 만큼 보상하는 방법을 제안한다. 이때 적용되는 시간 간격(T)은 GNSS수신기가 일반적으로 반송파 측정값을 확득하는 시간단위인 수 ms수준이기 때문에, 저가의 관성센서를 이용해도 충분한 정확도를 확보할 수 있고, GNSS반송파 측정값의 오차 요소가 서로 상쇄될 수 있는 장점이 있다. 그리고 일반적으로 GNSS반송파 측정값을 이용하는 경우의 고려사항인 반송파 측정값의 위상 추적 손실(carrier phase cycle slip)을 고려하지 않아도 되는 장점이 있다.

도 4는 단일안테나 수신기를 이용하는 입사각 검출방법의 GNSS 반송파 측정값 모델 수립을 위한 개념도이다.

위성 항법수신기(200)가 반송파를 측정하는 시간(T) 동안 관성센서 (201)는 사용자가 이동한 방향(α) 및 거리(D)를 측정한다. 여기서는 사용자가 정북방향으로 D만큼 이동하였다고 가정한다. 또한, T시간은 수ms 단위이므로, 수신되는 위성 신호의 입사각은 θ, 앙각은 ψ로 고정할 수 있고, 이 시간 동안 위성 항법수신기 (200)의 시계오차 특성 역시 동일하다고 가정한다. 이때 연속된 두 시간 간격동안 획득된 GNSS 반송파 측정값(φ₁,φ₂)은 다음의 수학식 1과 같이 모델링하여 획득할 수 있다.

[수학식 1]

여기서, Iono는 전리층 오차, Tropo는 대류권 오차, B는 수신기 시계오차를 의미한다.

본 발명은 매우 짧은 시간(T) 동안의 연속된 반송파 측정값을 이용하기 때문에, 수학식 1에서 전리층 오차(Iono), 대류권 오차(Tropo) 및 수신기 시계오차(B)는 변하지 않는다고 가정하며, 짧은 시간(ㅆ)의 반송파 추적이 성공적으로 이루어지면 미지정수(N)는 또한 상수이다.

상기와 같이 획득된 반송파 측정값은 서로 다른 시간(t=0,T)에 측정된 것이기 때문에, 서로 다른 위성의 위치에서 송신된 신호를 기준으로 관측된 거리값을 갖게 된다.

따라서, 본 발명은 위성 궤도 정보를 근거로 T시간 동안 위성의 이동을 고려하여 상기 획득된 반송파 측정값을 위성의 이동량 만큼 보상한다. 즉, 위성의 위치(R)의 변화량을 사용자와 위성간의 시선벡터(LOS)와 내적하여 보상량을 구한 다음 이를 상기 반송파 측정값에 다음의 수학식 2와 같이 반영한다.

[수학식 2]

이와같이 보상된 반송파 측정값(

)을 서로 차분하면, 위성으로부터 측정된 거리의 차이를 알 수 있고, 이를 위성의 앙각(ψ)를 이용해서 지평면에 사영하면, (수)평면에서의 거리 차이(δ)를 다음 수학식 3과 같이 계산할 수 있다.

[수학식 3]

최종적으로 관성 센서(201)로부터 측정된 사용자의 위치 이동거리(D) 및 방향 정보를 이용하여, 위성 신호의 입사각(θ)을 다음의 수학식 4와 같이 계산할 수 있다.

[수학식 4]

지금까지 설명한 방법은 간섭관측(interferometer)기법을 연속된 2개의 관측값에 적용한 하나의 예시로, 동일한 과정을 연속된 다수의 관측값을 이용하여 기존의 배열 안테나에서 적용하는 방향 탐지 알고리즘(MUSIC, ESPIRIT)에 적용 가능하다.

상술한 바와같이 본 발명은 입사각 검출방식을 이용하는 항기만 기법을 단일안테나 위성항법 수신기와 저가의 관성센서만을 이용해서 구현하였다. 기존의 입사각 검출방식 구현을 위해서는 다수의 안테나로 구성되는 배열안테나와 이를 처리하기 위한 RF 신호처리기 및 다중 신호처리를 위한 신호처리부를 필요로 했다. 이와 같은 구성을 위해서는 형상이 커지고 고가의 장비가 요구되기 때문에, 실질적으로 다양한 위성항법수신기 분야에 적용되기 어려웠다.

반면에 본 발명에서 제안하는 방식은 이미 널리 사용되고 있는 단일안테나 위성항법 수신기를 그대로 이용하기 때문에 별도의 하드웨어 구성의 변화가 없다. 또한 같이 사용되는 관성센서는 수 ms동안의 결과만을 적용하기 때문에 고성능이 요구되지 않는 칩 형태의 저가 장비를 그대로 이용할 수 있다. 특히 일반적인 항공기나 선박의 항법장치 뿐 아니라 스마트폰과 같은 개인 휴대 장비들은, 이미 본 발명을 적용하기 위한 관성센서를 갖추고 있기 때문에 실제 적용이 용이한 장점이 있다.

따라서, 본 발명은 형상 및 비용의 제약으로 인해 군용 장비와 같은 일부 주요 장비에만 적용 가능했던 항기만 기법을 별도의 하드웨어 추가 없이 항공기, 선박, 군용 휴대용 항법 장치, 스마트 폰 등 다양한 위성항법 수신기 분야에 적용할 수 있게 될 것이다.

상기 설명된 실시예들의 구성과 방법은 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

100 : 배열안테나 GNSS수신기 200 : 단일 안테나 GNSS수신기
201 : 관성센서

Claims

일정 시간간격마다 위성신호에서 반송파를 연속적으로 측정하는 단일 안테나의 위성항법 수신기; 및
상기 위성항법 수신기가 반송파를 측정하는 시간 동안 사용자의 위치 이동 정보를 측정하는 관성센서;로 구성되어,
상기 위성항법 수신기는
상기 측정된 반송파 측정값들을 위성의 이동량만큼 보상한 후 서로 차분하여 평면에서의 수평거리 차이를 계산하고, 상기 계산된 수평거리 차이와 관성센서에서 측정된 사용자의 위치 이동정보를 이용하여 위성신호의 입사각을 추정하는 것을 특징으로 하는 항법 위성신호의 기만 탐지장치.
제1항에 있어서, 상기 위성항법 수신기는
GNSS수신기인 것을 특징으로 하는 항법 위성신호의 기만 탐지장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 위성항법 수신기는
보상된 반송파 측정값들을 서로 차분하여 위성으로부터 측정된 거리의 차이를 계산하고, 계산된 거리의 차이를 위성의 앙각를 이용해서 지평면에 사영하여 평면에서의 수평거리 차이를 계산하는 것을 특징으로 하는 항법 위성신호의 기만 탐지장치.
제1항에 있어서, 상기 위성항법 수신기는
측정 시간 동안의 위성의 위치 변화량을 사용자와 위성간의 시선벡터와 내적하여 보상량을 계산한 후 계산된 보상량을 반송파 측정값과 합산하여 반송파 측정값을 보상하는 것을 특징으로 하는 항법 위성신호의 기만 탐지장치.
제1항에 있어서, 상기 위성항법 수신기는
계산된 수평거리 차이와 관성센서에서 측정된 사용자의 위치 이동거리를 근거로 다음 수식에 의해 위성 신호의 입사각을 계산하는 것을 특징으로 하는 항법 위성신호의 기만 탐지장치.

, 여기서 θ는 위성 신호의 입사각, α는 수평거리 차이, D는 사용자의 위치 이동거리이다.
위성항법 수신기를 통하여 일정 시간간격마다 위성신호에서 반송파를 연속적으로 측정하는 단계;
상기 측정된 반송파 측정값들을 위성의 이동량만큼 보상하는 단계;
상기 보상된 반송파 측정값들을 서로 차분하여 평면에서의 수평거리 차이를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 수평거리 차이와 관성센서에서 측정된 사용자의 위치 이동정보를 이용하여 수신 신호의 입사각을 추정하는 단계;를 포함하는 항법 위성신호의 기만 탐지방법.
제7항에 있어서, 상기 위성항법 수신기는
단일 안테나를 갖는 GNSS수신기인 것을 특징으로 하는 항법 위성신호의 기만 탐지방법.
제7항에 있어서, 상기 수평 거리 차이를 계산하는 단계는
상기 보상된 반송파 측정값들을 서로 차분하여 위성으로부터 측정된 거리의 차이를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 위성으로부터 측정된 거리의 차이를 위성의 앙각를 이용해서 지평면에 사영하여 평면에서의 수평거리 차이를 계산하는 단계;를 포함하는 항법 위성신호의 기만 탐지방법.
제7항에 있어서, 상기 반송파 측정값을 보상하는 단계는
측정 시간 동안의 위성의 위치 변화량을 사용자와 위성간의 시선벡터와 내적하여 보상량을 계산하는 단계; 및
상기 계산된 보상량을 반송파 측정값과 합산하여 반송파 측정값 보상하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항법 위성신호의 기만 탐지방법.
제7항에 있어서, 상기 수신 신호의 입사각은
계산 수평거리 차이와 관성센서에서 측정된 사용자의 위치 이동거리를 근거로 다음 수식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 항법 위성신호의 기만 탐지방법.

, 여기서 θ는 수신 신호의 입사각, α는 수평거리 차이, D는 사용자의 위치 이동거리이다.