군은 GPS를 백업할 여러 시스템이 필요할 것이다

적의 GPS 위성 신호 교란 능력 증가에 대한 국방부의 우려가 커지는 가운데 전문가들은 위치, 탐색 및 타이밍(PNT) 기능에 대한 군사적 요구를 충족할 수 있는 만능 대안은 없다고 경고했다.

위성위치확인시스템(Global Positioning System) 위성에서 방송되는 무선 주파수(RF) 신호는 군인이 낯선 지형에서 전 지형 차량을 탐색하는 것을 돕는 것부터 공중 미사일을 목표로 조종하는 것에 이르기까지 거의 무한한 수의 군사 임무를 위해 매우 다양한 플랫폼에서 사용될 수 있다.

우크라이나나 가자와 같은 분쟁지역에서 매일 입증되고 있는 것처럼, 문제는 GPS RF신호가 약하고 쉽게 끼이거나 혹은 더 심하게는 사용자들로 하여금 잘못된 장소로 가거나 잘못된 곳을 보도록 속이기 위해 스푸핑을 했다는 점이다. 예를 들어, 지난 3월 그랜트 샤프스 영국 국방장관을 태운 폴란드발 영국행 비행기가 러시아의 교란 의심으로 칼리닌그라드 인근에서 GPS를 잃어버렸는데, 그의 대변인은 이것이 러시아의 발트해 연안에서는 드문 일이 아니라고 말했다.

미 육군 미래사령부의 새로운 전영역 감지 교차 기능팀(CFT)의 마이클 몬테론 국장은 5월 5일 플로리다 키심미에서 열린 미 공간정보재단(GEOINT) 연례 회의에서 패널들과 만나 "그것은 현실적인 세계 문제"라고 말했다.

따라서 미 국방부, 우주군, 육군 및 기타 군은 GPS가 전장에서 작동을 중단할 경우를 대비한 대안을 찾기 위해 안간힘을 쓰고 있다.

그러나 전문가들에 따르면, 종종 "alt-PNT"라고 불리는 것을 위해 현재 또는 가까운 미래에 이용할 수 있는 각각의 기술은 사용되고 있는 플랫폼의 유형과 임무의 성격 기간에 따라 크기, 무게, 전력 및 비용 균형을 이룰 필요가 있다.

샌드박스AQ의 공공부문 사업개발 책임자인 로이드 댑스는 GEOIN 패널에서 국방부가 서로 다른 기술들을 조합하여 제공하는 "좋은 합성 신호"를 만드는 방법들을 개발하기 위해 "전체적인 전략"이 필요할 것이라고 설명했다. 그는 "어떤 것도 GPS를 대신하지 않을 것"이라고 말했다.

"특효약(silver bullet)은 없다"고 국가지리정보국(NGA)의 지리정보국(GEOINT) 고위 당국자인 니키 마르키엘이 브레이킹 디펜스에 말했다. "누구나 갖고 싶어 할 것이다. GPS가 쉬웠기 때문에, 나는 거기서 많은 투쟁이 일어난다고 생각한다. GPS는 어디에나 있다."

"이제 여러분은 숙제를 좀 해야 합니다," 라고 그녀가 브레이킹 디펜스에 말했다.

당신이 어디에 있는지, 어디로 가고 있는지 찾기

마르키엘은 사용되는 데이터 유형에 기초하여 위치를 파악하고 탐색하는 방법론에는 여섯 개의 광범위한 "계열"이 있다고 설명했다. 좋은 소식은 대안이 있다는 것을 의미한다는 것이다. 나쁜 소식은 그것이 각각 다른 장점과 단점을 제공할 수 있다는 것을 의미한다는 것이다.

마르키엘은 "내 사고방식의 핵심은 결국에는 데이터에 관한 것이라는 것이다. 사람들은 정말로 기술의 길을 따라가고 싶어하지만 실제로 그 기술을 가능하게 하기 위해 사용할 수 있는 데이터가 무엇인지를 알고 있다"고 덧붙였다.

GPS 자체는 오늘날 여러분이 어디에 있고 어디로 가고 있는지를 결정하는 첫 번째, 그리고 가장 널리 사용되는 방법, 즉 RF 신호에 속한다. 다른 나라들은 GPS와 비슷한 RF 위성들을 자체적으로 개발하였는데, 예를 들어 유럽의 갈릴레오 별자리나 중국의 베이두 조류들은 GPS 백업을 제공하기 위해 미군이 할 수 있는 일들 중 하나는, 대부분의 민간 휴대전화들이 이미 그러하듯이, GPS 수신기들을 그러한 시스템들과 호환되도록 만드는 것이다.

셀 타워(*휴대폰 기지국) 및 라디오/TV 타워는 또한 위치 및 타이밍을 위해 탭할 수 있는 다른 유형의 RF 신호인 "기회의 신호"를 제공한다.

그러나 마르키엘은 GPS에 대한 이러한 대안들이 실제로 어떤 혜택을 가져다 주는지는 불분명하다고 말했다.

그는 "GPS를 방해할 수 있다면 RF 스펙트럼에 있는 다른 어떤 것도 방해할 수 있다"며 "두 번째 문제는 RF가 무엇이든 합법적인지 확인하기 위해 누군가가 감시해야 한다는 것"이라고 말했다.

마르키엘은 "GPS의 위대한 가치는 NGA와 미국 우주군 사이에서 매 6초마다 GPS 송신이 검증된다는 것이다. 매 6초마다 GPS 송신이 검증되었기 때문에 세계는 GPS를 믿을 수 있다. 우리는 GPS 송신이 [정확하지] 않다면 거의 실시간으로 알 수 있다"고 말했다.

두 번째 장치 제품군은 중력을 기반으로 하는 장치들이라고 Markiel은 말했는데, 이것은 대부분의 군용기가 운반하는 것과 같은 관성 항법 시스템(INS)이 작동하는 방식이다. 이 장치들의 단점은 그것들이 표류(drift)한다는 것이고, 보통 GPS에 의해 다른 방법으로 항로를 수정해야 한다는 것이다.

"산업과 정부 모두에서 INS를 더 좋게 만들기 위한 노력들이 있습니다. 하지만 여러분이 이 모든 것을 없앨 수는 없습니다"라고 그녀는 말했다. 반면에, "중력은 꽉 찰 수 없습니다."

위치와 타이밍을 위한 세 번째 방법론은 "탄성 자기"를 사용한다고 Markiel은 말했다. "마그나브"로 알려진 이 기술의 본질은 지구 자기장의 변화를 측정하기 위한 자력계의 사용이다.

"암석이 굳으면, 그 때 지구 자기장의 특징에 잠기게 됩니다," 라고 그녀가 설명했습니다. "그리고 그것은 암석이 녹아 오늘날 자기장 방향이 무엇인지 재구성하지 않는 한 근본적으로 변하지 않는 매우 독특한 특징을 제공합니다. 따라서, 만약 여러분이 탑재된 자력계를 가지고 있다면, 데이터를 수집하고, 탑재된 지도와 비교하여 여러분이 어디에 있는지 알아낼 수 있습니다."

마키엘은 마그나브 시스템은 많은 장점들을 가지고 있다고 말했다. "그것은 육지 위에서도, 바다 위에서도 매우 잘 작동하며… 본질적으로 방해받지 않으며, 당신은 그것을 바꿀 수 없다"고 누군가를 속이기 위해 말했다. 마그나브 시스템은 또한 "소극적인 센서이므로, 당신은 당신의 위치를 양보하지 않을 것이다. 그러므로 그것은 정말로 이상적인 해결책이다."

그녀는 "아직 극복해야 할 큰 문제는 우선 이런 종류의 시스템들이 전투원들의 요구를 충족시킬 수 있는지를 알아내기 위해 "데이터를 얻는 것"이라고 말했다. "충실도 데이터가 무엇이어야 하고, 얼마나 많은 데이터가 필요하며, 얼마나 정확해야 합니까? 그런 것들은 아직 완전히 이해되지 않았습니다."

네 번째 방법은 천문 항해술로, 태곳적부터 선원과 같은 별과 행성의 위치를 이용하는 것이다. 마르키엘은 이 고대 예술을 위해 사람이 만든 우주 파편과 자연 천체를 사용하는 것과 같은 몇 가지 새로운 기술이 탐구되고 있다고 언급했다.

"우주 쓰레기는 특히 유리할 수 있습니다. 우주 쓰레기는 갑작스러운 움직임을 하지 않습니다. 우주 쓰레기는 그저 자신의 일을 하면서 떠다니는 경향이 있습니다," 라고 그녀가 말했습니다.

한편, 이런 종류의 항해에는 구름과 악천후, 그리고 전쟁터에서 드물지 않은 연기가 저주가 된다.

마찬가지로 날씨와 연기는 GPS에 대한 다섯 번째 잠재적인 대안, 즉 원격 감지, 기본적으로 랜드마크와 종이 지도를 사용하는 "시각적 내비게이션"에 대한 장애물이다.

마르키엘은 육지나 바다 위의 거리를 측정하는 고도 측정법이나 수심 측정법을 사용하는 것이 "수십 년 동안" 사용되어 온 여섯 번째 방법이라고 말했다.

예를 들어, 순항 미사일은 고도계를 사용하고, "땅에서 벗어난" 튕기는 레이더 빔을 사용하고, "탑재 고도 지도"에 반환 신호를 맞춘다. 그것이 순항 미사일이 내륙을 항해하고 나쁜 사람들에게 나쁜 짓을 하는 방법이다"라고 그녀는 말했다. "당신은 똑같이 음파 탐지를 할 수 있습니다, 분명히 잠수함들은 수년 동안 음파 탐지기 빔을 튕겨왔습니다."

이 방법들의 문제는 "능동적인 센서"를 필요로 한다는 것입니다. "레이더 빔을 발사해야 하고, 음파 탐지기를 발사해야 합니다. 당신은 이제 당신의 위치가 어디인지 그리고 그것이 나쁜 일이 될 수 있다고 광고했습니다."

결국 마르키엘과 다른 전문가들은 서비스가 모든 옵션을 분류하는 데는 많은 노력이 필요할 것이라고 말했다.

"그들 모두는 장점과 단점을 가지고 있습니다."라고 그녀는 끝맺었다.