제4부 항법 — GNSS와 그 너머
4.5 GNSS 취약성: 재밍·스푸핑·간섭의 원리·영향·사례
4.5.1 이 장에서 배우는 것 / 선수 지식 / 특히 중요한 독자
GNSS는 이 책의 모든 항법 구성이 기대는 기둥이다. 그 기둥이 어디서 약한지를 알아야 앞 장(4.2 GNSS·4.4 결합 항법)이 말한 정확도와 이 장 뒤의 방호(4.6)·대체 항법(4.7~4.12)이 왜 필요한지 보인다. 이 장은 취약성의 물리와 영향, 공개된 사건, 법을 다룬다. 방해 수단을 만드는 법은 다루지 않는다.
배우는 것:
- 전력 버짓 — 수신 전력 $-158.5$ dBW가 열잡음 바닥보다 약 20 dB 낮고, 처리 이득 43.1 dB로 겨우 읽히는 구조(3.1.4.3·3.9.8).
- 추적 문턱과 유효 C/N0 — 간섭을 잡음 밀도로 환산하는 일반 수신기 모형(교육용 가정)과, 문턱 아래에서 해가 절벽처럼 사라지는 이유.
- 해 상실의 구조 — 추적 위성 수·DOP·획득 대 추적의 비대칭, RTK 고정해의 계단식 열화.
- 스푸핑의 영향 — 해가 사라지지 않고 틀린 채로 정상처럼 보이는 위험(원리와 탐지는 5.3).
- 의도하지 않은 간섭 — 인접 대역 서비스·전리층 신틸레이션·태양 활동·소형 교란기의 부수 효과.
- 영향의 층과 운용 요구 — 수신기에서 임무까지 번지는 경로, GNSS 거부 환경에서 기체가 맞춰야 할 오차 성장률, 공개 사건의 읽는 법과 법적 경계.
선수 지식: 신호 전력과 잡음 바닥은 3.1.4.3·3.1.7, 처리 이득은 3.9.8·3.18.4.1, 재밍 마진은 3.18.5.1, 전리층은 3.5.6이다. GNSS 신호의 구조와 오차는 4.2이 맡는다.
특히 중요한 독자: 엔지니어는 4.5.3~4.5.5와 4.5.9를 건너뛰지 않는다. 정책·법무 담당자는 4.5.8과 4.5.10이 먼저다. 사업 담당자는 4.5.2와 4.5.11~4.5.12만 읽어도 위험의 모양을 잡을 수 있다. 인증 담당자는 4.5.7과 4.5.14를 본다.
기준 시점과 경계. 이 장은 2026년 10월 기준의 원리 장이며 지식은 2026년 중반까지다. 수치 예시는 일반적 수신기 모형이며 교육용 가정이다. 특정 제품·체계의 값이 아니고, 실제 수신기의 문턱은 구현에 따라 수 dB 다르다. 공개 사건은 확인한 것만 단정했고 출처의 성격(국제기구 문서·정부 발표·언론 보도·연구)을 표시했다. 이 장은 취약성만 다룬다. 재머·스푸퍼의 제작, 신호 생성 절차, 특정 수신기나 체계를 무력화하는 파라미터, 번스루 거리(5.2), 기만의 원리와 탐지(5.3), 민간 항공·서비스를 간섭하는 방법은 작성하지 않는다.
4.5.2 개념·직관 — 잡음 아래에서 들리는 속삭임
GNSS 수신기는 잡음보다 20 dB 낮은 신호를 읽어 내는 기계다. 위성이 2만 km 밖에서 보내는 전파는 지상에 닿을 즈음 열잡음 아래로 가라앉는다. 수신기는 알려진 부호와 맞춰 보는 상관으로 이 속삭임을 건져 낸다. 이 방식은 놀랍도록 잘 듣지만, 듣는 능력에 여유가 크지 않다는 뜻이기도 하다. 잡음 밀도가 수십~수백 배 올라오면 속삭임은 사라진다.
위협은 세 가지로 구분된다.
| 위협 | 무엇이 일어나나 | 어느 쪽을 해치나 | 실패의 모양 |
|---|---|---|---|
| 재밍 | 잡음 밀도가 올라 신호를 못 읽는다 | 가용성 | 해가 사라진다(알아채기 쉽다) |
| 스푸핑(위조 신호에 의한 기만) | 위조된 신호를 정상으로 믿는다 | 무결성 | 해가 틀린 채 남는다(알아채기 어렵다) |
| 의도하지 않은 간섭 | 인접 대역·신틸레이션·태양 활동·자체 방출 | 둘 다 | 재밍 비슷하거나 이따금 스푸핑 비슷 |
세 축은 이 위협을 다르게 느낀다. 민간 UAS는 대부분 GNSS가 잡힌다는 전제 위에서 만든다. 해 상실이 곧 비행 중단이어서 요구는 "잃었을 때 안전하게 내리기"(2.6.6)다. 군용 드론은 교란을 전제한 환경에서 사용되므로 요구가 "잃어도 임무를 잇기"다. AAM은 둘 사이에서 정량 요구를 받는다. 틀린 위치로 접근하지 않는 무결성과 일정 시간 안 끊기지 않는 연속성이 요구 항목이 된다(15.15·17.14).
4.5.3 신호가 왜 약한가
4.5.3.1 전력 버짓 — 신호는 잡음보다 20 dB 낮다
결론부터: 규정된 최소 수신 전력은 열잡음 바닥보다 약 20 dB 아래다. 이 신호는 잡음이 아니라 상관으로 읽는다.
| 항목 | 값 | 근거 |
|---|---|---|
| L1 C/A 최소 수신 전력 $S$ | $-158.5$ dBW $=-128.5$ dBm ($1.4\times10^{-16}$ W) | 3.1.4.3 |
| 신호 대역(주엽 영점 사이) $B$ | 2.046 MHz ($63.1$ dB-Hz) | 칩률 1.023 Mcps의 2배 |
| 열잡음 밀도 | $-174$ dBm/Hz | 3.1.7.1 |
| 수신기 잡음지수 NF | 2 dB(가정) | 3.1.7.2 |
| 잡음 바닥 | $-174+63.1+2=-108.9$ dBm | |
| 신호 대 잡음비 | $-19.6$ dB | $S-N$ |
| 신호 대 잡음 밀도비 | $C/N_0=-128.5-(-174+2)=43.5$ dB-Hz |
$C/N_0$는 잡음 1 Hz당 신호의 크기로, 대역폭에 상관없이 신호의 질을 말한다. 열린 하늘에서 실제로 보이는 값은 이보다 조금 높은 40~50 dB-Hz 범위다 (경험 범위). 낮은 앙각의 위성이나 가려진 위성은 더 낮다.
신호가 약한 까닭은 거리다. 위성은 약 2만 km 위에 있고, L1(1,575.42 MHz)의 자유공간 손실(3.2)은 천정에서 182.5 dB, 앙각 5°에서 184.4 dB다. 같은 주파수로 10 km 떨어진 지상의 송신기는 경로 손실이 116.4 dB여서 66 dB, 곧 약 400만 배 작다. 지상 가까이에서 오는 어떤 전파도 위성 신호보다 훨씬 쉽게 강해질 수 있다는 것이 취약성의 첫 번째 이유다. 이 거리 차를 거리 요구로 환산하는 계산은 5.2의 몫이며 이 장은 하지 않는다.
4.5.3.2 처리 이득이 주는 것과 주지 못하는 것
C/A 부호는 1,023칩이 1 ms마다 반복되고(코드 한 주기), 항법 비트 하나는 20 ms(코드 20주기)다. 상관은 이 두 단계에서 이득을 준다.
$$G_p=10\log_{10}1023+10\log_{10}20=30.1+13.0=43.1\ \mathrm{dB}$$
3.9.8·3.18.4.1이 사용한 칩률 대 비트율 $1.023\times10^{6}/50$과 같은 값이다. 처리 이득 덕에 비트 하나당 $E_b/N_0$는 $43.5-10\log_{10}50=26.5$ dB가 되어 열잡음만 있을 때는 넉넉하다. 그런데도 취약한 이유는 세 가지다.
- 여유는 문턱까지의 거리다. 항법 데이터를 오류율 $10^{-5}$로 읽으려면 BPSK에서 약 9.6 dB(3.9)에 구현 손실 3 dB를 가산한 $E_b/N_0$ 12.6 dB가 필요하다. 이를 $C/N_0$로 바꾸면 $12.6+17.0=29.6$ dB-Hz이고, 재밍 마진 $M_J=43.1-9.6-3=30.5$ dB가 된다(3.18.5.1의 정의). 간섭을 견디는 몫은 처리 이득에서 읽는 데 드는 $E_b/N_0$를 뺀 값이다.
- 이득은 유한하고 신호 대역 안의 잡음에 똑같이 적용된다. 처리 이득은 위성의 부호와 맞지 않는 모든 것을 $B_{ss}/R_b$만큼 눌러 주지만, 신호 대역 안에서 잡음 밀도가 올라오면 그만큼 $E_b/N_0$가 내려갈 뿐이다. 열잡음에 대한 이득이 아니라 스펙트럼의 모양을 사는 것이라는 3.18.4.1의 지적과 같은 구조다.
- 반송파 추적이 먼저 붕괴한다. 비트를 읽는 일보다 위상을 놓치지 않는 일이 더 까다롭다. 다음 절이 이를 계산한다.
4.5.4 수신기는 어떻게 놓치는가
4.5.4.1 추적 루프의 잡음과 문턱
수신기는 위성마다 코드 위상(거리를 재는 지연 고정 루프, DLL)과 반송파 위상(위상 고정 루프, PLL)을 추적한다. 두 루프의 열잡음 지터는 $C/N_0$의 함수이고(Kaplan·Hegarty의 표준식), $c/n_0=10^{(C/N_0)/10}$로 나타내면 다음이다.
$$\sigma_{\phi}=\frac{180}{\pi}\sqrt{\frac{B_n}{c/n_0}\left(1+\frac{1}{2\,T\,c/n_0}\right)}\ [^\circ],\qquad \sigma_{\tau}=\lambda_c\sqrt{\frac{B_n\,d}{2\,c/n_0}\left(1+\frac{2}{(2-d)\,T\,c/n_0}\right)}\ [\mathrm{m}]$$
| 기호 | 뜻 | 이 장의 가정 |
|---|---|---|
| $B_n$ | 루프 잡음 대역폭 | PLL 18 Hz, DLL 1 Hz |
| $T$ | 코히어런트 적분 시간 | 20 ms(항법 비트 한 개) |
| $d$ | 선후 상관기(early-late) 간격 [칩] | 0.5 |
| $\lambda_c$ | 칩 길이 | $c/1.023\,\mathrm{MHz}=293.1$ m |
PLL의 경험칙 문턱은 "동적 응력을 포함한 3σ가 45° 이내"다(데이터 변조가 있는 Costas 루프). 동적 응력을 무시하면 $\sigma_\phi=15^\circ$가 문턱이고, 위 가정에서 이는 $C/N_0=24.6$ dB-Hz다.
| $C/N_0$ [dB-Hz] | 50 | 45 | 40 | 35 | 30 | 28 | 25 | 22 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PLL 지터 $\sigma_\phi$ [°] | 0.8 | 1.4 | 2.4 | 4.3 | 7.8 | 9.9 | 14.2 | 20.8 |
| DLL 지터 $\sigma_\tau$ [m] | 0.46 | 0.82 | 1.47 | 2.63 | 4.79 | 6.13 | 9.07 | 13.9 |
(파이썬으로 계산. 코드 지터는 반송파 보조 평활을 사용하지 않은 값이다. 계산 스크립트는 fig-src/4.5-calc.py.)
읽을 것은 두 가지다. 첫째, 문턱까지는 오차가 완만하게 커진다. $C/N_0$가 45에서 28로 떨어져도 코드 오차는 0.8 m에서 6 m로 늘 뿐이다. 둘째, 문턱을 넘으면 위상 오차가 풀인 한계를 넘어 사이클 슬립과 추적 상실이 연달아 일어난다. 수신기는 점점 나빠지다가 어느 순간 끊긴다. 획득(처음 신호를 찾는 일)은 추적보다 높은 $C/N_0$를 요구한다. 이 장은 6 dB 높다고 가정한다 (경험 범위, 수신기마다 다름). RTK 고정해는 반송파 사이클 슬립에 민감해 이 모든 문턱보다 높은 $C/N_0$에서 먼저 부동해로 내려앉는다 (경험 범위).
4.5.4.2 유효 C/N0 — 간섭을 잡음 밀도로 환산한다
간섭이 신호 대역을 채우는 잡음 모양이면 수신기는 그것을 잡음 밀도가 올라간 것으로 겪는다. 신호 전력 $S$에 대한 간섭 전력 $J$의 비 $J/S$(수신기 입력 기준)로 나타내면 일반적 모형은 다음이다(Kaplan·Hegarty).
$$\left(\frac{C}{N_0}\right)_{\mathrm{eff}}=-10\log_{10}\left[10^{-(C/N_0)/10}+10^{-(C/N_0)_J/10}\right],\qquad \left(\frac{C}{N_0}\right)_{J}=10\log_{10}\left(Q\,R_c\right)-\frac{J}{S}\ [\mathrm{dB}]$$
$R_c=1.023$ Mcps는 칩률($10\log_{10}R_c=60.1$ dB-Hz), $Q$는 간섭 파형에 따른 계수다. 이 장은 대역 전체에 퍼진 잡음형 간섭, $Q=1$로 둔다. $Q$가 2이면 모든 문턱이 3 dB 옮겨 가고 파형 의존성은 5.2이 다룬다. 두 항은 조화 합이다. 열잡음만 있을 때는 첫째 항이, 간섭이 강할 때는 둘째 항이 지배한다.
| $J/S$ [dB] | 10 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 유효 $C/N_0$ — 열잡음만의 값 50 | 47.0 | 39.7 | 35.0 | 30.1 | 25.1 | 20.1 |
| 유효 $C/N_0$ — 열잡음만의 값 45 | 43.8 | 38.9 | 34.7 | 30.0 | 25.1 | 20.1 |
| 유효 $C/N_0$ — 열잡음만의 값 40 | 39.6 | 37.0 | 33.9 | 29.7 | 25.0 | 20.1 |
세 가지를 읽는다.
- 간섭이 약하면(J/S 10 dB 이하) 거의 영향이 없고, 강해지면 열잡음만의 값과 무관하게 한 직선으로 모인다. 이 직선의 기울기는 $-1$이다. $J/S$ 1 dB가 늘면 유효 $C/N_0$가 1 dB 줄어든다.
- 문턱에 닿는 $J/S$는 위성의 열잡음 $C/N_0$에 거의 무관하다. 추적 문턱 24.6 dB-Hz에서 35.5 dB, 항법 데이터 복조 문턱 29.6 dB-Hz에서 30.4 dB, 획득 문턱 30.6 dB-Hz에서 29.4 dB다($C/N_0$ 45 dB-Hz). 곧 획득과 복조는 추적보다 5~6 dB 먼저 막힌다.
- 같은 말을 잡음 밀도로 하면, 규정 최소 신호(43.5 dB-Hz)가 추적 문턱 24.6 dB-Hz로 내려오는 데 필요한 잡음 밀도 증가는 18.9 dB, 곧 약 78배다. 전력으로 바꾸면 $J/S=35.5$ dB는 간섭 전력이 2.046 MHz 열잡음 바닥보다 $35.5-19.6=15.9$ dB 높다는 뜻이다(모형이 간섭을 $QR_c=1.023$ MHz에 퍼진 것으로 보므로 두 값이 3 dB 다르다). 요점은 20 dB 아래에서 들리는 기계는 간섭이 열잡음 바닥보다 십수 dB만 커져도 끝난다는 것이다.
이 표와 그래프는 모형의 문턱이지 어떤 제품의 값이 아니다. 실제 수신기는 입력 필터·자동 이득 제어(AGC)·루프 구성에 따라 달라진다. 실제 값은 허가된 시험 환경에서 측정하는 것이 원칙이다(3.20·4.5.10). 이 $J/S$를 거리나 출력으로 옮기는 계산은 5.2이 맡는다.
4.5.4.3 위성 수·DOP·해 상실 — 절벽형 열화
위성마다 $C/N_0$가 다르므로 문턱을 넘는 시각도 다르다. 약한(낮은 앙각) 위성이 먼저 떨어지고 강한 위성이 뒤따른다. 위성이 4개 아래로 줄면 해가 없고, 4개가 있어도 기하가 나쁘면(DOP) 해의 오차가 커진다($\sigma_H=\mathrm{HDOP}\times\mathrm{UERE}$).
합성 기하로 이 과정을 돌렸다(고정 시드 81, 2,000회). 가정은 이렇다.
| 항목 | 값 |
|---|---|
| 가시 위성 수 | 10기(단일 위성군) 또는 20기(다중 위성군), 앙각 5° 이상, 하늘에 고르게 |
| 위성별 $C/N_0$ | $37.5+10\sin(\text{앙각})+N(0,1.5^2)$ dB-Hz |
| 문턱 | 추적 24.6, 획득 30.6 dB-Hz. 간섭은 모든 위성에 같은 전력, 위성별 $J/S$는 신호 세기만큼 다르다 |
| 기준 $J/S$ | 규정 최소 신호 43.5 dB-Hz 대비 |
| 기준 $J/S$ [dB] | 28 | 30 | 32 | 34 | 36 | 38 | 40 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10기: 평균 추적 위성 수 | 9.9 | 9.4 | 8.0 | 6.0 | 3.8 | 1.8 | 0.4 |
| 10기: 해 가능 확률(4기 이상) | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 0.95 | 0.58 | 0.08 | 0.00 |
| 10기: 중앙 HDOP | 0.97 | 1.03 | 1.26 | 1.93 | 3.52 | 5.84 | — |
| 10기: 새로 획득 가능한 평균 위성 수 | 5.7 | 3.7 | 1.7 | 0.4 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| 20기: 평균 추적 위성 수 | 19.9 | 18.9 | 16.0 | 12.0 | 7.7 | 3.6 | 0.9 |
| 20기: 해 가능 확률(4기 이상) | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 0.98 | 0.48 | 0.01 |
여기서 얻는 결론은 네 가지다.
- 열화는 완만하지 않다. 해 가능 확률이 0.95에서 0까지 내려오는 구간이 단일 위성군에서 약 6 dB 폭(34~40 dB)이다. 간섭이 3~4 dB만 커져도 "잘 된다"에서 "안 된다"로 넘어간다.
- 다중 위성군은 문턱을 약 1.6 dB 옮긴다. 해 가능 확률 0.5 지점이 10기에서 약 36.3 dB, 20기에서 약 37.9 dB다(표의 보간). 위성 수가 두 배인 대가로 얻는 이득이 크지 않다. 간섭이 모든 위성에 같이 들어오기 때문이다.
- 정밀도는 해가 사라지기 전에 먼저 줄어든다. 10기에서 $J/S$ 36 dB의 중앙 HDOP은 3.5로 0.97의 3.6배다. 2.7.8.1의 단독 GNSS 1.5 m가 HDOP 1 근처의 값이라면 같은 UERE에서 수평 오차는 5 m 안팎이 된다. RTK는 더 일찍 붕괴한다. 고정해 0.02 m에서 부동해 0.20 m로 10배, 단독 1.5 m로 7.5배(고정해 대비 75배) 계단식으로 나빠진다(2.7.8.1).
- 획득이 추적보다 먼저 막힌다. $J/S$ 30 dB에서 이미 추적 중인 위성은 평균 9.4기가 남지만 새로 획득 가능한 위성은 3.7기뿐이다. 이 비대칭이 운용에 미치는 뜻은 둘이다. 교란 구간에 들어가는 비행은 유지해도 이륙 전·재시동·교란 구간을 벗어난 뒤의 재획득은 더 어렵다. 이륙 전에 해가 없으면 비행 전 점검(16.5)에서 막는다.
4.5.5 스푸핑의 영향 — 해가 틀린데 정상으로 보인다
결론부터: 재밍은 해를 지워서 알려 주고, 스푸핑은 해를 틀린 채 남겨서 알리지 않는다. 그래서 같은 크기의 위치 오류라도 스푸핑 쪽이 더 위험하다고 본다. EASA도 2024년 7월 개정(SIB 2022-02 개정 3)에서 스푸핑이 재밍보다 운항에 더 위험하다고 평가했다(EASA 뉴스, 1차).
이 장은 영향만 작성한다. 위조 신호를 만드는 방식, 수신기를 유인하는 절차, 탐지의 구체는 작성하지 않으며 원리와 탐지는 5.3가 다룬다. 약점의 근거만 둘 다룬다. 첫째, 민간 신호의 형식은 공개 규격(IS-GPS-200 등, 9.16)이고 신호 자체에 출처를 확인할 장치가 없다(인증의 현황은 4.6). 둘째, 수신기는 약한 신호를 상관으로 읽도록 만들어져 있어서 형식이 맞는 신호는 출처와 무관하게 같은 방식으로 처리한다(4.5.3).
| 비교 | 재밍 | 스푸핑 |
|---|---|---|
| 해 | 사라짐 | 틀린 채 유지 |
| 알아채는 단서 | $C/N_0$·AGC·위성 수가 한꺼번에 변한다 | 해 상태는 정상이며 단서는 다른 센서와의 불일치에서 나온다 |
| 실패 유형 | 명시적(fail-stop) | 위험 오도 정보(HMI, hazardously misleading information) |
| 즉각 대응 | 대체 항법·착륙 절차 전환(2.6.6) | 그 해를 믿지 않는 판단이 먼저(4.4) |
| 안전성 평가 | 가용성 상실 | 틀린 정보의 영향도(8.4의 위험 분석에서 높게 평가되기 쉽다) |
위치가 $\delta$만큼 틀리면 기체는 그 값을 믿고 움직이므로 실제 위치가 $-\delta$만큼 어긋난다. 그 결과를 이 책의 앞선 값과 맞대어 본다.
| 위치 오프셋 $\delta$ | 2.7.8.1의 $\sigma=1.81$ m 대비 | 패드 반경 7.05 m 대비 | 2 kg 쿼드 지오펜스 완충 폭 46 m 대비(2.6.4.2) | 5 km 귀환 방향의 최대 오차 $\arctan(\delta/D)$ |
|---|---|---|---|---|
| 5 m | 2.8σ | 0.7배 | 0.11배 | 0.06° |
| 20 m | 11σ | 2.8배(패드 밖) | 0.43배 | 0.23° |
| 100 m | 55σ | 14배 | 2.2배 | 1.15° |
| 500 m | 276σ | 71배 | 11배 | 5.7° |
20 m 오프셋은 정상 오차의 11배라 필터가 이상하다고 볼 수 있는 크기지만, 패드에는 이미 못 내린다. 100 m 오프셋은 지오펜스의 위치 오차 항(2.6.4.2에서 3 m로 가정)이 완충 폭 전체를 먹는다는 뜻이다. 방어 설계가 위치 오차를 몇 m로 가정했는지가 곧 스푸핑에 견디는 한계다(2.6.4.3).
시각도 같은 방식으로 틀릴 수 있다. 시각 오차 $\Delta t$는 거리 $c\Delta t$와 같은 크기의 영향을 낸다.
| 시각 오차 | 1 ns | 10 ns | 100 ns | 1 μs | 133 μs |
|---|---|---|---|---|---|
| $c\,\Delta t$ | 0.30 m | 3.0 m | 30 m | 300 m | 39.9 km |
133 μs는 3.10.5.1의 TDMA 보호 시간이다. GNSS 시각에 슬롯을 맞추는 링크는 시각이 그만큼 틀리면 슬롯이 충돌한다. 위치를 사용하지 않는 기체도 시각을 통해 영향을 받는다.
방송 위치의 오염은 기체 밖으로 번진다. 수신기가 속으면 ADS-B·Remote ID가 틀린 위치를 정상으로 방송한다(2.13·14.24). 방송에 실리는 위치 품질 지표(NIC·NACp 같은 필드)는 수신기가 스스로 판단한 값이어서, 수신기가 속은 채로 좋은 값을 말할 수도 있다. 스푸핑의 연구 시연이 2013년 대학 연구진에 의해 공개됐다(4.5.8.3). 이 장은 그 방식을 싣지 않는다.
4.5.6 의도하지 않은 간섭
의도적 공격이 없어도 해는 사라진다. 원인은 다섯 가지로 나뉜다.
| 원인 | 기제 | 영향의 모양 | 공개 사례 또는 다른 장 |
|---|---|---|---|
| 인접 대역 서비스의 방출 | 수신기가 인접 대역의 강한 신호를 필터로 충분히 거르지 못한다 | 재밍과 같다 | 미국 LightSquared(2011~2012) |
| 전리층 신틸레이션 | 전자 밀도 불규칙 구조가 L 대역 신호의 세기와 위상을 변동시킨다 | 위성별 추적 끊김 | 3.5.6.2(적도 부근·태양 활동 극대기) |
| 태양 활동 | 지자기 폭풍이 전리층을 교란한다 | 정밀 측위(RTK) 열화 | 2024년 5월 G5 폭풍 |
| 지상의 소형 교란기 | 개인이 위치 추적을 피하려 사용하는 기기의 방출이 주변 시설에 닿는다 | 인근 수신기 해 상실 | 뉴어크 공항(2012) |
| 기체 자신의 방출 | 영상 송신기·고속 디지털 회로·전원 변환기의 잡음이 GNSS 대역에 든다 | $C/N_0$ 몇 dB 하락 | 8.10·3.6 |
LightSquared. 미국에서 위성 대역에 인접한 지상 광대역망이 제안되자 정부 시험이 시작됐다. 2012년 1월 미 국방부·교통부 부장관이 공동 의장인 국가 PNT 집행위원회는 GPS를 크게 간섭하지 않고 운용할 실용적인 해법이나 완화책이 없어 보인다는 서한을 NTIA에 보냈다. 2012년 2월 14일 미 상무부 NTIA는 하위 10 MHz만 사용하는 안까지 포함해 간섭을 풀면서 사업성도 갖출 완화책이 없다고 FCC에 알렸다. FCC는 LightSquared에 대한 운용 금지를 풀지 않겠다고 밝히고 2011년 1월의 조건부 면제(waiver)를 취소하는 안을 의견 수렴에 부쳤다(미국 정부 PNT 포털 gps.gov의 2012-02 기사, 1차). 사업자는 이 판단에 반발했다(언론 보도, 2차). 교훈은 수신기의 대역 외 거부 가정과 인접 서비스의 전력 가정을 함께 설계해야 한다는 것이다. 한쪽 가정이 깨지면 약한 신호 쪽이 진다.
태양 활동. 2024년 5월 10~11일 NOAA가 G5(최고 등급)로 분류한 지자기 폭풍 동안 미국 중서부 농기계의 RTK 정밀 측위가 열화됐다는 판매점 공지와 언론 보도가 있다. 피해 금액 추정은 연구마다 크게 상이하다(언론·연구 보고, 2차). 자연 현상이 정밀 측위를 일시에 끊을 수 있다는 점이 요점이다.
소형 교란기의 부수 효과. 2012년 8월 미국 뉴어크 공항에서 배치 전 시험·교정 중이던 지상기반보강시스템(GBAS)이 트럭 운전자의 소형 교란기 때문에 방해를 받았다. 운전자는 회사가 차량에 단 위치 추적 장치를 막으려 했다고 진술했고, FCC는 2013년 8월 31,875달러의 처분 예정 통지(NAL)를 냈다(FCC 13-106, 1차). 제품의 사용 자체가 불법이며 의도하지 않은 간섭이 공항 시설에 닿을 수 있다는 사례다. 한국의 규율은 18.9·18.16가 이어서 다룬다.
기체 자신의 방출은 가장 가까운 간섭원이다. 안테나를 영상 송신기·모터 전원선에서 떼고 차폐하는 것은 설계 일이며(3.6·8.10), 기체의 송신기·전원 장치를 켰을 때와 껐을 때 $C/N_0$를 비교하는 것이 가장 싼 검증이다.
4.5.7 영향의 층 — 수신기에서 임무까지
수신기의 약점은 위층으로 번진다. 층마다 먼저 보이는 지표가 있고, 그 지표가 다음 장의 방호와 감시가 읽는 신호다.
| 층 | 재밍의 증상 | 스푸핑의 증상 | 가장 싼 지표 | 다음 장 |
|---|---|---|---|---|
| 수신기 | $C/N_0$가 여러 위성에서 함께 하락, AGC 이득 하락 | 정상 추적, 경고 없음 | $C/N_0$·AGC 감시 | 4.6 |
| 항법 해 | 위성 수 감소, DOP 악화, 해 상실 | 해 유지, 위치·시각 점프 | 해 상태(단독·부동·고정·없음), HDOP | 4.2 |
| 오토파일럿(항법 필터) | GNSS 갱신 중단, 관성으로 전환 | 틀린 갱신이 상태를 오염 | 이노베이션(예측 대 측정 차) 검정 | 4.4 |
| 임무 | 귀환·착륙 절차 전환 | 경로 이탈, 지오펜스 오판, 잘못된 착륙 | 센서 간 불일치, 지오펜스 판정 충돌 | 2.6.6 |
| 외부 | — | 방송 위치·시각 오염 | 다른 감시원과 교차 확인 | 2.13·14.24 |
오토파일럿 층이 가장 중요하다. 해가 사라질 때 필터는 관성 추측 항법으로 넘어가고 오차는 시간에 따라 커진다(4.3). 이때 버틸 수 있는 시간은 위치 오차가 허용 값에 닿는 시간이다(2.6.6). 오차가 시간의 제곱·세제곱으로 자라서 성장률로 나누면 낙관적이므로 그 시간을 직접 푼다(4.3.7.2·4.4.8.2). 해가 틀릴 때는 필터가 그 값을 얼마나 믿느냐가 전부다. 이노베이션이 정상 범위이면 받아들이고 벗어나면 거부하는 논리가 마지막 방어선이다. 오경보와 미탐의 교환은 4.4이 이어서 다루고 4.6가 탐지 지표를 방호 설계로 정리한다.
4.5.8 공개된 사건 정리
이 절은 확인한 것만 적는다. 출처의 성격을 구분한다. 국제기구·규제기관의 문서와 웹페이지는 1차, 정부 발표를 인용한 언론 보도는 2차, 기업·개인 발언은 당사자의 주장이다. 귀속(누가 했는가)은 대개 당사국 정부의 주장이며 독립적으로 확인하기 어렵다. 예외로 ITU 전파규칙위원회처럼 측정 결과를 근거로 기록하는 기관이 있다. 수치는 집계 방식(항공기 수·항공편 수·신고 건수)이 달라 서로 비교하기 어렵다.
4.5.8.1 한반도
한국 정부는 북한에서 발원한 GNSS 교란을 여러 차례 발표했다. 아래는 보도로 확인한 내용이다(영문·국문 언론이 정부 발표를 인용, 2차).
| 시기 | 보도된 영향 | 발표 주체 | 비고 |
|---|---|---|---|
| 2010-08 | 서해안 해군·민간 선박의 간헐적 위성항법 장애(보도 표현은 GPS) | 당시 국방부 장관의 발언(AFP 인용) | 정부 발언, 2차 (확인 필요) |
| 2012-04-28~05-13 | 인천·김포 인근과 중부 상공에서 항공편 650여 편 이상 영향, 선박도 영향 | 한국 정부(당시 국토해양부) | 북한은 부인 |
| 2016-03-31~04-05 | 항공기 약 천 대 안팎, 선박 700여 척, 이동통신 기지국 약 1,800곳 | 한국 정부(당시 미래창조과학부) | 집계가 보도에 따라 상이함(962대·1,007대 등) |
| 2024-05-29~06-02 | 서해 선박 항법 불편 신고 472건(5-29 05:50~5-30 09:00 구간) | 합참 탐지 발표, 신고는 해양 PNT 사무소 집계 | 합참은 군 작전에 영향 없다고 발표. 항공기·선박 수백 단위라는 정부 집계 보도도 있다 (확인 필요) |
| 2024-11 | 선박 수 척·민항기 수십 대에 "일부 운항 장애" | 합참 | 이전보다 약한 신호라고 보도 |
항공기는 GNSS와 관성 항법을 함께 사용하기 때문에 안전에 직접 지장이 없었다는 당국 설명이 있었다(2016년 보도). 2025년 10월 ICAO 제42차 총회는 북한과 러시아 영토에서 발원한 반복적 GNSS 교란이 시카고 협약 위반이라는 이사회의 판단을 지지하고 두 나라를 규탄하는 결의 두 건을 채택했다(ICAO 보도, 2025-10-03, 1차). 북한이 총회 문서로 증거와 절차를 다퉜다는 보도가 있으나 확인하지 못했다 (확인 필요). 한반도의 군사·법 맥락은 13.8·19.11가 다룬다.
4.5.8.2 발트해·동유럽·흑해·중동과 국제기구의 대응
EASA 안전정보회보 SIB 2022-02는 이 현상의 가장 정리된 1차 공개 문서다. 2022-03-17 최초 발행, 이후 개정이 이어졌다(EASA 웹페이지·뉴스, 1차).
| 판 | 날짜 | 알려진 변경 |
|---|---|---|
| 최초 | 2022-03-17 | 러시아·우크라이나 분쟁 지역과 인접 지역의 GNSS 교란·스푸핑 경고 |
| 개정 1 | 2023-02-17 | 영향 지역 갱신, 비행 단계별 영향과 회항 관찰 |
| 개정 2 | 2023-11-06 | 교란이 더 심해지고 정교해졌다고 평가, 제조사로 적용 대상 확대 |
| 개정 3 | 2024-07 | 가짜 지형경고에 급상승한 사례 추가, 스푸핑이 재밍보다 위험하다고 평가, 영향 지역은 별도 웹페이지로 이동 |
| 개정 4 | 2026-07-03 | 조종사·관제 용어, 전자 비행 가방(EFB), 운용·훈련 요건, 관제 용량 조치 추가. EASA·EUROCONTROL 공동 태스크포스의 첫 결과를 반영 |
EASA 웹페이지는 가장 영향이 큰 비행정보구역(FIR)을 네 권역으로 나열한다(열람 시점의 목록이며 갱신될 수 있다). 흑해 권역(튀르키예·루마니아 동부·불가리아·조지아·아르메니아·아제르바이잔), 남·동부 지중해와 중동(키프로스·레바논·시리아·이스라엘·요르단·이집트 북동부·이라크·이란 북서부·리비아 북부), 발트해(리투아니아 서부·폴란드 북동부·라트비아 남서부와 칼리닌그라드 주변), 북극(핀란드·노르웨이 북부)이다.
항공사 단위의 사건도 있다. 핀에어는 2024년 4월 말 이틀 사이에 헬싱키-타르투 노선의 두 편이 착륙하지 못하고 회항하자 4월 29일부터 5월 31일까지 노선을 중단했다. GNSS에 의존하는 접근 절차를 GNSS에 기대지 않는 절차로 바꾸는 동안이었다(항공사·공항 발표와 언론 보도). 에스토니아 외무장관은 러시아의 "혼성 공격"이라고 불렀고 핀에어 운항 책임자는 "급박한 안전 영향이 없는 불편"이라고 말했다(당사자 발언). 2025년 8월 31일에는 EU 집행위원장이 탄 항공기가 불가리아 플로브디프 공항에 접근하던 중 위성항법 신호를 잃었다는 발표가 나왔다(보도 표현은 GPS). 처음에는 EU 집행위 대변인이 교란을 확인하고 불가리아 당국이 러시아의 간섭을 의심한다고 전했고, 불가리아 정부는 관제가 지상 항법 보조로 접근을 안내해 안전하게 착륙했다고 밝혔다. 러시아는 부인했다. 그런데 9월 4일 불가리아 총리는 의회에서 지속적인 교란은 없었고 지상 장비도 교란을 탐지하지 않았다고 말했다(기내 장비가 감지했을 가능성은 배제하지 않았다). 항적 추적 서비스 Flightradar24는 이 항공기의 ADS-B가 이륙부터 착륙까지 양호한 위치 품질 지표를 방송했다고 밝혔다. 기내 기록의 분석 결과는 확인하지 못했다 (확인 필요). 이 사건은 첫 발표와 뒤의 정정이 불일치한 사례이며, 귀속뿐 아니라 사건의 성격 자체도 출처를 따져 읽어야 함을 보여 준다(정부 발표와 언론 보도, 2차). 이 사건들이 알리는 것은 개별 사건보다 해당 지역 운항에서 교란이 반복되는 환경이 되었다는 점이다. EASA 권고가 네 차례 개정된 이력이 이를 뒷받침한다.
국제기구의 대응.
| 기관 | 문서 | 내용 | 출처 성격 |
|---|---|---|---|
| ICAO | 제41차 총회(2022) 결의 A41-8 | GNSS 주파수 대역이 유해 혼신에서 자유로워야 하며 민간 항공에 영향을 주는 재밍·스푸핑을 자제하도록 촉구 | 1차(ICAO 문서 요약 확인) |
| ICAO·IMO·ITU | 공동 성명(2025-03-25) | 교란 보고와 전통 항법 기반 유지 촉구 | 1차(ICAO의 뉴스 사이트 Uniting Aviation, 성명 원문은 열어 보지 못함) |
| ITU 전파규칙위원회(RRB) | 제97~102차 회의 | 재밍·스푸핑이 전파규칙(RR) 15.1에 정면으로 반한다고 우려. 발트해 교란원이 러시아 영토 안으로 측정됐다고 기록. 군사 분쟁이 ITU 의무 불이행을 정당화하지 못한다고 기록. 러시아에 중단을 촉구 | 1차(ITU 웹페이지의 회의별 요약, 위원회 원문은 확인하지 못함) |
| ICAO | 제42차 총회(2025-10) | 북한·러시아 기원 교란이 시카고 협약 위반이라는 이사회 판단을 지지, 결의 2건 | 1차(ICAO 보도) |
중동에서는 요르단·이집트가 제기한 사안을 두고 제100차 회의에서 이스라엘이 운용상 안전장치(전송을 임박한 인명·핵심 기반 위협에 한정하고 15분 이내로 제한)를 약속한 것으로 기록되고 해당 사안이 해결된 것으로 정리됐다(ITU 웹페이지의 요약). 이 절의 ITU 항목은 모두 규제기관이 남긴 기록이라는 점에서 한 국가의 주장보다 무게가 다르다. 다만 웹페이지 요약을 읽은 것이고 회의 원문은 확인하지 못했다.
4.5.8.3 연구 시연과 공개 관측
- 2013년 지중해 요트(대학 연구진). 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스 연구진이 2013년 6월 소유주의 초청으로 대형 요트에서 민간 신호의 취약성을 시연했다. 항해 방향이 연구진이 의도한 쪽으로 바뀌는 동안 선교의 해도 표시에는 아무런 경보가 없었다고 보고됐다(대학 보도자료, 2013-07). 이 시연은 스푸핑이 경보 없이 일어난다는 점을 보였고 방식은 이 책에 싣지 않는다.
- 2017년 흑해(보도). 미 해사청(MARAD)이 2017-06-22 노보로시스크 인근의 GPS 간섭 보고를 확인되지 않은 사건으로 경보했다. 한 선박의 위치가 내륙의 공항으로 표시됐고 같은 해역의 선박 약 20척이 같은 문제를 겪었다는 보도가 있었다(언론, 2차). 귀속은 미확정이며 스푸핑의 첫 대규모 기록이라는 평가도 해석이다.
- 공개 관측. 2022년 7월부터 공개된 GPSJam은 ADS-B Exchange의 항공기 보고(방송에 실린 항법 정확도·무결성 필드)로 교란이 의심되는 구역을 지도로 그린다(개인 제작, 공개 웹사이트). 항공기가 날지 않는 구역은 빈 칸이다. 지도가 말하는 것은 교란이 있었다는 확정이 아니라 항공기의 자기 평가가 나빴다는 사실이다(0.10). 소형 UAS가 나는 120 m 이하의 노출은 항공기 고도의 지도로 알 수 없다. 지상 간섭원의 가시선이 고도에 따라 다르기 때문이다.
4.5.9 GNSS 거부 환경의 운용 요구
교란은 구역이다. 폭 $L$의 구역을 속도 $V$로 지나는 데 걸리는 시간 $t=L/V$ 동안 허용 위치 오차 $E$를 충족하려면, 항법이 맞춰야 할 평균 오차 성장률은 다음 이하여야 한다.
$$\dot e_{\text{요구}}=\frac{E}{t}=\frac{E\,V}{L}$$
| 구역 폭 $L$ [km] | 2 | 5 | 10 | 20 | 50 |
|---|---|---|---|---|---|
| 통과 시간 $t$ ($V=15$ m/s) | 2.2분 | 5.6분 | 11.1분 | 22.2분 | 55.6분 |
| $E=50$ m의 요구 성장률 [m/분] | 22.5 | 9.0 | 4.5 | 2.25 | 0.90 |
| $E=100$ m의 요구 성장률 [m/분] | 45.0 | 18.0 | 9.0 | 4.5 | 1.8 |
(파이썬으로 계산, 이동 속도 15 m/s는 2.6.6의 값.) 6 kg 결합형(1.11.7.2의 순항 속도 13.9 m/s)이 2.6.5.3의 무풍 귀환 불가점 50.9 km를 전부 교란 속에서 돌아온다면 61분이 걸리고, $E=100$ m이면 평균 성장률이 1.6 m/분 이하여야 한다. 이 표는 요구 쪽이다. 어느 센서 조합이 이 값을 맞출 수 있는지는 4.3(관성)·4.7~4.12(대체 항법)·4.13(구성)가 판단한다.
운용 요구를 글머리로 정리하면 다음과 같다.
- 알아채기 — 교란이 시작되는 시점을 수신기 지표로 알아야 전환 시간이 확보된다(4.6).
- 유지(홀드오버) — 위 표의 성장률을 맞추는 대체 항법. 해 상실 때 현위치 착륙이 맞는 경우도 있다(2.6.6).
- 이륙과 착륙 단계 — 획득이 먼저 막히므로(4.5.4.3) 이륙 전 해 확보와 착륙 접근 중 해 상실 대응이 별도 요구가 된다(2.7).
- 시각 의존 제거 — 링크 슬롯·로그 시각을 GNSS에만 맞추면 시각 유지 시간이 곧 버틸 시간이다(3.10.5.1).
- 교란 구역 정보 — 항공 당국의 경보·공개 관측으로 임무 계획에 구역을 반영한다(16.3·16.5).
4.5.10 법과 제도 — 전파 교란은 어디서 금지되나
| 층 | 규범 | 요지 | 상세 |
|---|---|---|---|
| 국제 전파 | ITU 헌장·전파규칙(RR) 제15조 | 유해 혼신을 일으키지 않을 의무. ITU RRB는 재밍·스푸핑이 RR 15.1에 반한다고 기록(ITU 웹페이지) | 17.19·19.10 |
| 국제 전파 | 결의 676(WRC-23) | 1 164~1 215 MHz·1 559~1 610 MHz의 RNSS 보호, 유해 혼신을 일으키는 미허가 송신기의 확산 억제 촉구 | 17.19 |
| 국제 항공 | 시카고 협약·ICAO 총회 결의 | 민간 항공에 영향을 주는 재밍·스푸핑의 자제 촉구, 협약 위반 판단(2025) | 17.2·19.10 |
| 국내 | 「전파법」 | 허가 없는 전파 발사·유해 혼신의 금지와 처벌. 조문 번호는 이 장에서 확인하지 못했다 (확인 필요) | 18.9·18.16 |
| 군사 | 무력충돌법 | 군사 목적 전자전의 합법 범위는 별개의 법체계 | 19.10 |
| 시험 | 허가된 환경 | GNSS 방해 시험은 차폐 환경이나 승인된 시험장에서, 전파 당국·항공 당국의 사전 통보·승인(국가별) (확인 필요) | 3.20·18.9 |
경계가 하나 있다. 이 책은 시험 절차를 작성하지 않는다. 방호 성능을 알려면 시험이 필요하지만 실제 전파를 내는 시험은 이 장이 아니라 허가된 환경의 원칙(3.20)과 법(18.9)이 정한다. 대드론 수단으로서의 교란은 18.9이 합법성을, 19.10이 국제법을 다룬다.
4.5.11 설계 트레이드오프 — 줄일까, 알아챌까, 견딜까
취약성에 대한 태도는 세 가지다.
① 줄인다. 안테나·수신기·인증으로 간섭을 덜 받게 한다(4.6). 효과가 직접적이지만 크기·전력·비용이 따르고(CRPA는 소자 수만큼의 RF 체인), 소형 UAS에서는 선택지가 좁다. 방호는 모든 간섭을 막지 못한다.
② 알아챈다. $C/N_0$·AGC·이노베이션·교차 센서 불일치로 해를 믿을 수 있는지 판단한다(4.4·5.3). 싸고 소형 기체에도 되지만 알아챈 뒤에 사용할 대안이 있어야 값이 생긴다.
③ 견딘다. 관성과 대체 항법으로 해 없이도 기능한다(4.3·4.7~4.12). 운용의 연속성을 주지만 센서·연산·질량이 늘고 구역마다 사용할 수 있는 방식이 다르다(4.7의 환경 의존).
견해: 세 가지 중 알아채기가 먼저라고 본다. 근거는 둘이다. 첫째, ①과 ③은 모두 "지금 GNSS를 믿어도 되는가"의 판단 위에서 작동한다. 믿으면 안 되는 해를 믿고 있으면 어떤 방호도 소용이 없다. 둘째, 알아채는 비용은 소프트웨어와 기존 센서로 치를 수 있어 소형 UAS·민간에서도 현실적이다. 반대편 입장도 있다. 임무가 GNSS 거부 환경 전체를 전제하는 군용은 알아채기보다 처음부터 ③을 기본으로 두는 편이 합리적이라는 판단이다. 누가 어느 쪽인가를 보면, ①은 장비 제조사와 항공 당국이, ②는 오토파일럿 개발자와 민간 운용자가, ③은 군과 인프라 운영자가 흔히 앞세운다. 최종 구성은 임무별로 달라지며 그 선택은 4.13가 합쳐 다룬다.
4.5.12 세 축 비교
| 항목 | 군용 드론 | 민간 UAS | AAM |
|---|---|---|---|
| 위협 가정 | 의도적 재밍·스푸핑이 기본 | 비의도 간섭·도시 다중경로가 기본, 의도적 교란은 드문 사건 | 도시 간섭·비의도 위주, 공항 주변 간섭원 |
| 핵심 요구 | 해 없이도 임무 지속 | 해 상실 때 안전한 착륙·귀환 | 가용성과 무결성의 정량 요구 |
| 현실적 대응 | 다중 센서·방호 안테나·군용 신호(4.6) | 알아채기·관성 보조·절차(2.6.6) | 보강·교차 감시·대체 항법(15.15) |
| 사건에서의 위치 | 전자전의 일부(13.3) | 한반도·발트해의 간접 영향 | 접근 절차의 항법 요건(17.14) |
| 법 | 무력충돌법·군 규정 | 전파법·대드론 법제 | 인증 요건·ICAO 체계 |
| 관련 장 | 5.8·10.4·10.5 | 14.15·14.17 | 15.15·17.14 |
4.5.13 관련 규격·프로토콜
| 문서 | 발행 | 무엇을 정하나 | 상세 |
|---|---|---|---|
| IS-GPS-200 (L1 C/A·L2C), IS-GPS-705 (L5), IS-GPS-800 (L1C) | 미국 정부 | GPS 신호 구조·최소 수신 전력 (판 확인 필요) | 9.16 |
| Galileo OS SIS ICD | EU | Galileo 공개 서비스 신호 (판 확인 필요) | 9.16 |
| ICAO Annex 10 Vol. I | ICAO | 항행 보조 시설과 GNSS의 표준과 권고 방식(SARPs) | 17.2 |
| ICAO Doc 9849 GNSS Manual | ICAO | GNSS 운용·간섭 완화 지침 | 17.2 |
| RTCA DO-235B | RTCA | L1 대역 RFI 평가 | 9.16 |
| RTCA DO-292 | RTCA | L5·E5a 대역 RFI 평가 | 9.16 |
| ITU 전파규칙 제15조·결의 676(WRC-23) | ITU | 유해 혼신 의무, RNSS 대역 보호 | 17.19 |
| ITU-R M.1902·M.1903 | ITU-R | RNSS 수신기 특성과 보호 기준 (번호 확인 필요) | 17.19 |
| EASA SIB 2022-02 R4 | EASA | 운항자·제조사·관제에 대한 GNSS 교란 권고 | 19.10 |
| NMEA 0183 GSV·GSA 문장 | NMEA | 위성별 신호세기·DOP 출력(감시의 입력) | 9.16 |
| MAVLink GPS_RAW_INT 등 | MAVLink | 해 유형·위성 수·정확도 추정치의 전송 | 9.5 |
유료 표준(RTCA 문서·ITU-R 권고의 일부)은 공개 요약의 범위에서만 다뤘다. 규격의 지형은 9.1, 항법 규격의 상세는 9.16이다.
4.5.14 관련 규제·인증 요구와의 연결
| 요구 | 취약성과의 연결 | 상세 |
|---|---|---|
| 감항 인증의 항법 요건 | GNSS 장비는 규정된 간섭 환경에서의 성능이 입증돼야 하며 소형 UAS는 대개 해당 없음 | 20.1·20.6 |
| 운용 승인(비가시권) | GNSS 상실 때의 절차(귀환·착륙·종료)가 완화 수단의 일부 | 14.15·18.6 |
| 안전성 평가 | "틀린 위치 정보"는 가용성 상실보다 영향도가 높게 평가되기 쉽다 | 8.4 |
| Remote ID·지오펜스 | 위치원 오염이 방송 위치·구역 판정으로 번진다 | 14.24·2.6.4.3 |
| AAM 인증 | 항법 성능·무결성·연속성이 접근 절차와 CNS 인프라의 요건 | 17.14·18.14·15.15 |
| 하이재킹 대응 | 항법 신호의 위조는 공격 경로의 한 범주 | 8.16 |
| 수출통제 | 군용 항법 수신기·정밀 관성·원자시계는 통제 대상일 수 있다 | 19.15·19.16·19.17 |
4.5.15 함정과 한계
| 오해 | 실제 | 더 볼 곳 |
|---|---|---|
| "3D 해가 나오면 안전하다" | 스푸핑은 정상 해 상태로 틀린 값을 낸다. 해 유형은 무결성이 아니다 | 4.5.5·4.4 |
| "링크를 보호하면 기체를 보호한다" | 링크 방호는 GNSS 수신기와 따로다 | 3.18.8 |
| "다중 위성군·다중 주파수면 충분하다" | 이 모형에서 문턱을 약 1.6 dB 옮길 뿐이고 L 대역 신호는 모두 약하다 | 4.5.4.3·4.6 |
| "광섬유 FPV는 교란에 면역이다" | 링크만 면역이다. 기체의 GNSS 수신기는 그대로 노출된다 | 3.17 |
| "교란은 군사 지역의 일이다" | 비행 경로상 먼 지역까지 번지고 자연 현상·비의도 간섭도 있다 | 4.5.6·4.5.8 |
| "인증이 있으면 스푸핑은 끝이다" | 인증은 탐지 능력을 높일 뿐 재밍은 못 막고 사건 자체를 막지도 못한다(EUSPA 설명) | 4.6 |
| "J/S 35 dB가 모든 수신기의 한계다" | 이 장의 모형 값이다. 실제 수신기는 구현에 따라 수 dB 다르다 | 3.20 |
| "사건 수치는 확정이다" | 집계 단위가 다르고 귀속은 당사국 주장이다 | 4.5.8 |
이 장의 한계도 밝힌다.
- 모형이다. 하나의 간섭 파형($Q=1$)·단일 안테나·L1 C/A의 2.046 MHz 대역·동적 응력 무시를 가정했다. 위성군·주파수·간섭 파형·루프 구성을 바꾸면 수 dB가 옮겨 간다.
- 위성 기하는 합성이다(실제 궤도가 아니다). 고정 시드 81의 2,000회 결과이며 확률 값의 불확실성은 약 ±0.02다.
- 시험으로 확인한 값이 아니다. 문턱은 허가된 환경에서 측정해야 한다.
- 사건은 2026년 중반까지의 공개 출처이며 진행 중인 사안은 달라질 수 있다. EASA의 개정 4(R4)는 뉴스 페이지로 확인했고 회보 본문은 열어 보지 않았다.
- 재밍의 일반 원리·번스루는 5.2, 기만은 5.3, 방호는 4.6가 맡는다.
4.5.16 체크포인트·연구 질문
체크포인트
- 규정 최소 수신 전력 $-158.5$ dBW에서 신호 대 잡음비 $-19.6$ dB와 $C/N_0=43.5$ dB-Hz를 유도하라.
- 처리 이득이 43.1 dB인데 간섭 마진이 30.5 dB(복조)·35.5 dB(추적)인 이유를 설명하라.
- 유효 $C/N_0$ 식에서 간섭이 강할 때 곡선이 열잡음 $C/N_0$와 무관해지는 이유는 무엇인가?
- 획득이 추적보다 먼저 막히는 것이 이륙과 재시동 운용에 주는 뜻은?
- 재밍과 스푸핑의 실패 모양이 어떻게 다르며, 각각 어느 층의 어떤 지표가 먼저 알려 주는가?
- 15 m/s로 나는 기체가 20 km 교란 구역을 지날 때 허용 오차 50 m를 충족하려면 평균 오차 성장률은 몇 m/분 이하여야 하는가?
- 한 공개 사건 보도를 골라 출처의 성격(1차·2차·당사자 주장)과 귀속의 확실성을 구분하라.
연구 질문 — 이 장에서 파생되는 열린 주제(25.7에 모은다)
- 저고도 UAS의 노출 — ADS-B 기반 공개 지도는 항공기 고도의 값이다. 120 m 이하 UAS가 받는 간섭을 어떻게 측정하고 모형화할 수 있는가(3.5.6.2의 신틸레이션과 분리하여)?
- 제품군의 간섭 내성 공개 데이터 — 허가된 시험에서 소형 UAS용 수신기의 문턱을 같은 방법으로 측정해 공개하는 표준 방법이 필요하다. 어떤 지표와 시험 환경(3.20·8.19)이 비교 가능한 값을 주는가?
- 해 상태와 무결성의 분리 — 소형 UAS에서 GNSS 해의 신뢰도를 항공의 보호 수준과 같은 의미로 정량화할 수 있는가(4.4과 연결)?
- 비의도 간섭의 빈도 — 태양 활동·신틸레이션·인접 서비스·자체 방출이 소형 UAS의 해 상실에 기여하는 비율은 의도적 교란과 비교해 얼마인가?
1차 출처(이 장)
- Kaplan, E. D.; Hegarty, C. J. (eds.), Understanding GPS/GNSS: Principles and Applications, 3rd ed., Artech House, 2017.
- Misra, P.; Enge, P., Global Positioning System: Signals, Measurements, and Performance, 2nd ed., Ganga-Jamuna Press, 2006.
- Betz, J. W., Engineering Satellite-Based Navigation and Timing: Global Navigation Satellite Systems, Signals, and Receivers, Wiley-IEEE Press, 2016.
- Teunissen, P. J. G.; Montenbruck, O. (eds.), Springer Handbook of Global Navigation Satellite Systems, Springer, 2017.
- John A. Volpe National Transportation Systems Center, Vulnerability Assessment of the Transportation Infrastructure Relying on the Global Positioning System, 2001.
- IS-GPS-200(미국 정부 공개 문서), ICAO Annex 10 Vol. I, ICAO Doc 9849 GNSS Manual, RTCA DO-235B.
- EASA, 안전정보회보 SIB 2022-02(개정 4)와 Global Navigation Satellite System Outage 웹페이지, ICAO 총회 A41-8과 제42차 총회 보도, ITU RRB의 RNSS 유해 혼신 웹페이지(itu.int), ITU 전파규칙과 결의 676(WRC-23).
- FCC, Notice of Apparent Liability for Forfeiture, FCC 13-106(2013, 뉴어크 GBAS 간섭 건, 원문 확인). gps.gov의 LightSquared 관련 2012-02 기사(NTIA·PNT 집행위원회·FCC 조치 요약).
- 한국 정부 발표, 2013년 대학 시연, 2017년 흑해 보도, 핀에어·EU 집행위원장 항공기 사건은 언론·대학 보도자료로 확인한 2차 확인이며 원문(정부 보도자료)은 열어 보지 못했다.
출처를 찾고 판을 추적하는 방법은 0.9에서 다룬다.
다음 장: 4.6가 이 취약성의 방호 쪽을 맡는다. 안테나에서 신호 처리·항법 필터·교차 확인까지 방호의 층을 따라, 항재밍 안테나(CRPA)의 널 깊이와 소자 수의 교환, 스푸핑 탐지 지표의 오경보·탐지 확률, 신호 인증의 구조, 관성 보조로 유지하는 시간을 설계와 평가 지표의 언어로 다룬다.