GPS 불능 환경에서 공중통신 중계를 이용한 추락 UAV 위치탐지 기법

Abstract

본 논문은 GPS 수신 상태가 불안정한 지역에 추락한 UAV가 특정 신호를 송신할 시, 공중통신 중계기를 운용하여 신속하게 추락 UAV의 위치를 추정하는 기법을 제안한다. 군에서 UAV를 활용한 작전 운용은 UAV의 SWaP-C(Size, Weight and Power-Cost)에 대한 고려가 필요하다. 이로 인해 UAV 내부에 다양한 부속품을 탑재하는 것은 제한된다. 이는 위급상황 에서 UAV가 스스로 판단하여 문제를 해결하기 어려운 문제로 직결된다. 그러므로 제안하는 기법은 지상통제소에서 공중통신 중계기를 사용하여 추락 UAV의 위치를 추정한다. 공중통신 중계기는 추락 UAV의 송신 신호와 자신의 위치를 지상통제소로 실시간 중계한다. 지상통제소는 중계된 신호를 TDoA(Time Difference of Arrival)로 계산하여 추락 UAV의 위치를 추정하고 추정위치 정확도 향상을 위해 공중통신 중계기를 추락 UAV의 추정위치로 이동시키고 공중통신 중계기가 이동하는 동안 지상통제소에서 TDoA 계산 과정동안 가중치 기법을 적용한다. 성능검증을 위해 육군 대대급 전장 환경을 가정하여 제안하는 기법을 컴퓨터 시뮬레이션으로 구현하였다. 성능평가 결과, GPS를 사용하지 않고도 전장 환경에서 추락 UAV를 효과적으로 찾을 수 있는 가능성을 확인하였고 제안하는 기법을 통해 신속하고 정확하게 추락 UAV를 탐지할 수 있음을 증명하였다.