안티 드론 기술이란?

1. 드론의 시장 확대 1.1. 드론의 활용 및 시장 전망 영화, 드라마 등에서 드론이 자주 등장하고 DJI 팬텀 등과 같이 보급형 모델이 보급되면서 친숙해졌지만, 군사용을 제외하면 시장규모는 아직은 매우 작은 편이다. 그러나 세계 드론 시장의 규모는 나날이 커지고 있다. 국토교통부에 따르면 전 세계 드론 시장 규모가 2016년 7조2000억원에서 2022년 43조2000억원에 이어 2026년 90조3000억원까지 성장할 전망이다. 한국 드론 시장 역시 빠르게 성장하고 있다. 국토부에 따르면, 2013년 193대에 불과했던 정부에 신고된 드론 기체 수는 2019년 9,342대로 40배 이상 증가했다. 드론 업체는 2013년에 131곳에 불과했으나 2019년 2,500곳을 넘겼으며, 같은 기간에 50명대였던 드론 조종 자격 취득자 수는 지난해 2만 명을 넘겼다. 대통령 직속 4차산업혁명위원회에 따르면 향후 10년간 드론 산업은 17만 명 규모의 고용을 창출하고, 29조원에 달하는 부가 가치를 생산할 것으로 예상된다. ​ 특히 농·임업, 영상, 건설 등 다양한 분야에서 활용되는 상업용 드론 시장이 급격한 성장세를 보일 것으로 전망된다. 방산 전문 컨설팅 업체인 틸그룹은 상업용 드론 시장이 연평균 34%의 성장률을 보일 것으로 내다봤다. 국토부 관계자 역시 "현재는 드론 시장이 군용 드론 중심이지만, 미래에는 국가 차원의 지원에 힘입어 한국을 포함한 전 세계 상업용 드론 시장이 커질 것이다"고 말했다.

드론 산업 규모 및 시장 규모


드론 분야별 활용 사례


1.2. 군용 드론의 확대 미국은 군용 드론 시장에서 독보적 우위를 점하고 있다. 이어 이스라엘, 영국·프랑스·독일 등 유럽 국가가 뒤따르고 있다. 하지만 최근 중국이 군용 드론 개발·수출에서 박차를 가하면서 가파른 성장세를 보인다. 미국은 2017년 전 세계 군용 드론 시장의 60%를 점유하며 1위를 차지했다. 전 세계 5대 군용 드론 기업으로 미국의 제너럴 아토믹스, 록히드 마틴, 노스럽 그러먼, 보잉과 함께 중국항천과기집단그룹(CASC)이 꼽힌다. ​ 주요 군용 드론으로는 미국의 리퍼를 비롯해 글로벌호크·프레데터, 이스라엘의 헤론·헤르메스, 중국의 윙룽2호·차이훙-4 등이 있다. 프레데터는 원래 정찰용으로 개발됐지만, 대전차 미사일을 장착한 공격용으로 발전했다. 이라크·아프가니스탄전에서 알카에다·탈레반 지도자들을 암살하는 데 투입됐다. 리퍼는 프레데터보다 엔진 출력과 무장 탑재량을 늘린 개량형이다. 영국과 이탈리아 등 유럽 국가가 리퍼를 도입해 운용 중이다. ​ 중국 군용 드론은 미국 드론의 20%에 불과한 싼 가격을 경쟁력으로 중동·북아프리카 시장을 공략하고 있다. 중국 군용 드론 시장을 양분하고 있는 CASC와 중국항공공업집단공사(AVIC)는 아예 사우디아라비아에 군용 드론 공장을 짓고 있다. 무기의 절반을 미국산으로 채운 이라크도 가격이 싸다는 이유로 미국의 프레데터 대신 중국의 차이훙-4를 도입했다. ​ 군용 드론은 현재 인공지능(AI)까지 탑재해 대상의 얼굴을 인식하고 자율적으로 임무를 수행할 수 있다. 기동성 또한 뛰어나 적진의 깊숙이 침투해 타깃을 제거할 능력도 충분히 갖췄다. 최근 니콜라스 마두로 베네수엘라 대통령의 암살 미수 사건에는 1kg의 폭발물을 장착한 드론 두 대가 사용됐다. 이로 인해 베네수엘라 국가방위군 7명을 다치게 했으나 암살에는 실패했다. 그런데도 세계가 경악한 이유는 실제로 암살로 사용된 실례이기 때문이다. ​ 이외에도 드론을 암살용·군사용으로 활용될 방안은 무궁무진하다. 곤충형·조류형 드론은 스파이와 감시 임무에 적합하다. 실제 곤충과 조류의 모습을 띠고 있으면 전장에서 식별하기 매우 까다롭다. 곤충형은 조류형과 달리 상하·전후로 움직일 수 있어 가동범위는 더 넒어진다. ​ 군용 드론 제조업체로는 제너럴 애터믹을 비롯해 노스럽 그루먼, 보잉, 록히드 마틴 등이 꼽히는데 급유 없이 4일을 날아다닐 수 있는 드론까지 개발됐다. 더욱이 항공기 제조 하드웨어 사업에 특화된 ‘에어버스’ 사는 태양광으로 가동하는 ‘제퍼-S’ 드론 개발에 힘쓰고 있다. 제퍼-S는 미국 애리조나의 사막에서 이륙한 뒤 약 26일 동안 한번도 착륙하지 않고 비행하는 데 성공했다. 무게 75kg, 날개 길이 25m의 이 드론은 일반적인 항공기 운항 고도보다 높은 지상 21~23km 높이를 비행하며 태양광만을 가동했다. 이러한 태양광 드론은 군사분야에서 관심이 높다. 미 방위고등연구계획국(DARPA)는 레이저를 동력으로 하는 기존의 군사용 드론에 태양광을 더한 신개념 드론을 구상하고 있다. ​ ​ 1.3. 중국 드론의 급부상 세계 최대 드론 전문 기업 ‘DJI’와 세계 최초 유인 드론 제조 기업 ‘이항(亿航)’을 보유한 중국은 전 세계 드론 생산의 90% 이상을 책임지는 세계 최대 드론 생산기지로 부상했다. 중국의 드론 산업은 후발 국가가 첨단 산업 시장을 석권한 대표적 성공 사례로 꼽힌다. 중국은 미국보다 10년 정도 늦은 2000년대 후반에 군용 드론 개발에 뛰어들었다. 하지만 현재는 군용 드론은 물론 상업용 드론 시장에서도 미국을 위협하는 존재가 됐다. ​ 중국의 드론 산업은 정부의 적극적인 산업 육성 정책에 힘입어 로켓과 같은 속도로 성장했다. 중국 정부는 2003년 상업용 드론 비행 허가를 시작으로 2015년부터 드론 산업을 10대 중점 분야로 지정해 단계별 산업 육성 정책을 펼치고 있다. 중국 정부는 특히 농업과 임업 분야에서 적극적으로 드론을 활용하고 있다. 농업 현대화 차원에서 드론이 촬영한 영상 이미지를 분석해 농작물 작황 상태를 파악하고 임업 분야에서는 병해충과 산불 감시 등에도 드론을 투입한다. ​ 정부의 전폭적 지원에 힘입어 중국의 상업용 드론 시장은 매년 1.5배 이상의 가파른 매출 성장세를 보였다. 2019년 기준 중국 드론 제조 기업만 1353곳, 정식 등록 드론 대수는 33만34대에 달했다. 2018년 중국 드론 시장 규모는 2017년보다 46%나 증가한 201억위안(약 3조4380억원)에 달했다. 같은 기간 상업용 드론 시장 규모는 98.2% 증가한 112억위안(약 1조9160억원)을 기록했다. 2015년 중국 드론 시장에서 상업용 드론이 차지하는 비중은 10%에 불과했지만 2018년에는 56%로 절반을 넘었다. ​ 중국의 간판 드론 기업인 DJI는 2006년 창업 이후 10년 만에 세계 최대 드론 기업으로 성장했다. 현재 기업 가치는 10조원 이상으로 평가된다. 창업 초기 DJI 제품은 경쟁사 제품 대비 저렴한 가격으로 시장에서 인기를 끌었다. 하지만 DJI는 기술 혁신을 거듭하면서 ‘드론 업계의 애플’이라는 별명을 얻었다. 6개월마다 내놓는 신제품은 전 세계인의 감탄을 자아낸다. 연구·개발에 집중한 결과다. DJI는 인력 중 4분의 1을 연구·개발 인력으로 채웠고 매년 매출의 약 7%를 연구·개발에 투자한다. 중국 선전과 미국 실리콘밸리에도 연구·개발 센터를 두고 있다. ​ 또 다른 중국 대표 드론 기업으로 이항이 있다. 이항은 DJI에 이은 중국 2위 드론 기업이다. 2014년 창업 이후 드론 시장에서 ‘세계 최초’ 타이틀을 석권했다. 회사 설립 이후 한 달 만에 세계 최초로 스마트폰으로 조종하는 지능형 드론 ‘고스트’를 선보였고 2016년에는 세계 최초의 유인 드론 ‘이항 184’를 내놨다. 2019년 오스트리아에서 세계 최초로 조종사 없는 드론 택시 ‘이항 216’ 시험 비행에 성공했다. 현재 세계 최대 물류 회사 DHL과 협력해 사람과 화물을 나르는 운송 체계 개발 프로젝트도 진행하고 있다.​ ​ 항공기 제조 기업에서 드론 전문 기업으로 변신한 ‘유닉(Yuneec)’은 2015년 인텔로부터 6000만달러(약 725억원)를 투자받으며 이목을 끌었다. 유닉은 유·무인 드론 관련 수백 건의 특허를 보유하고 있으며 드론 원격 제어 시스템, 항공 촬영 시스템 등을 핵심 기술로 보유하고 있다. 2019년에는 독일의 카메라 명가 ‘라이카’와 전략적 파트너십을 맺고 항공 촬영용 드론 ‘타이푼 H3’를 선보이기도 했다. ​ 하지만 세계 최대 드론 수요처인 미국과 중국의 불화는 중국 드론 기업에 악재로 작용하고 있다. 미국 국제무역위원회(ITC)는 2020년 5월 DJI가 미국의 한 드론 제조업체 특허를 침해했다는 이유로 DJI의 일부 항공 촬영 드론 제품의 미국 수입 금지령을 내렸다. 수입 금지령이 의회 등을 거쳐 승인되면 DJI는 2020년해 7월 초까지 관련 제품을 미국에서 모두 철수해야 한다. 미국이 본격적으로 DJI 때리기에 나섰다는 관측이 나왔다. 미 의회는 2019년 12월 DJI 제품 사용을 금지하는 내용의 국방수권법 제정에 합의한 것으로 알려졌다. 또한, 현재 미 의회에는 DJI 드론 사용 금지 관련 법안 20여 개가 발의된 것으로 알려졌다. 미 육군은 2017년 보안을 이유로 DJI가 생산한 드론 사용을 중단하기도 했다. ​ 중국 기업이 저가 물량 공세를 펼치면서 안방 시장을 내준 미국은 위기감을 느끼고 있다. 글로벌 드론 시장조사 업체 ‘드로니(DRONII)’에 따르면 2019년 미국 드론 시장의 76.8%를 DJI가 차지하고 있다. 이어 인텔(3.7%), 유닉(3.1%)이 뒤따른다. 전 세계 시장과 비슷한 상황이다. 드론은 향후 미래 공중 전투에서 유용하게 쓰일 것으로 전망되는 기술이다. 미래의 하늘을 지배하기 위해서 드론 기술력은 필수적이다. 이에 미국이 DJI의 독주를 막고 자국의 드론 기술력을 키우기 위해 DJI 때리기에 나섰다는 것이다. 또한, 미국은 중국이 드론을 이용해 스파이 활동을 한다고 의심하고 있다. 사우스차이나모닝포스트 등에 따르면 현재 미국 정부기관에서 사용되는 드론의 약 80%가 DJI 제품이다. 미국의 우려가 현실이 되면 미국의 주요 기밀이 순식간에 중국에 넘어갈 수도 있다. ​ ​ 2. 드론의 특징 드론은 GPS(Global Positioning System, 위치 정보 시스템) 및 FC(Flight Controller, 비행 컨트롤 장치), 각종 센서와 비행 컨트롤러의 조합에 의해 고도의 비행 성능을 실현 할 수 있게 되었다. 드론은 다른 무인비행체에 비하여 첫째, 간단한 조작성, 둘째, 안정된 호버링(정지비행), 셋째, 장해물 회피기능, 넷째, 자기 보정 기능(Fail Safe)의 특징을 들 수 있다. ​ 드론의 특징에 대하여 살펴보면, 첫째, 간단한 조작성으로, 드론은 간단한 조종성을 가진 무인 비행체로 드론의 조작이 어렵지 않으며, 이륙준비를 한 이후 무선조종기의 '자동이륙' 버튼을 누르게 되면 드론은 1m정도의 고도로 상승하여 바람의 영향을 받지 않고 호버링을 하는 구조이다. 두 개의 조종 스틱을 통하여 전후, 좌우, 상하로 움직이면서 희망하는 장소로의 쉬운 조종이 가능하며, 비행종료 또는 드론과의 이격 거리가 너무 멀다고 판단될 경우 '출발지점 복귀' 버튼을 누르면 드론은 자동복귀하게 된다. ​ 둘째, 안정된 호버링 기능으로, 종전의 무선조종 헬리콥터의 경우 호버링한 상태를 일정하게 유지하기 위해서는 바람에 영향을 받지 않도록 조종자 스스로가 미세한 조종을 해야만 했다. 그러나 드론은 고도 설정만 한다면 GPS 위치신호, 수평유지의 자이로 센서, 가속센서, 기압센서 등의 데이터를 기반으로 바람의 영향을 고려한 특별한 미세조종 없이도 일정한 위치에서 호버링을 할 수 있게 된다. ​ 셋째, 장해물 회피 기능을 통해 드론 비행시 방해물체로부터 안전한 비행을 가능하게 하였다. 드론에는 초음파 센서, 적외선 센서, 이미지 센서 등의 데이터를 처리하는 FC가 있어, 드론 비행시 수집된 각 센서들의 데이터 처리를 통해 장해물을 안전하게 회피할 수 있게 된다. ​ 넷째, 자기 보정 기능(Fail Safe)으로, 드론은 송수신기의 전파 수신 불능 및 현저한 베터리 감소 등의 지속적인 비행에 장해를 초래할 경우 FC에 설정된 자기 보정 기능을 자동적으로 실행한다. 이 모드는 일반적으로 출발지점으로 자동 복귀하는 기능과 현 위치에서 호버링 하면서 서서히 하강하여 착륙하는 기능이 있으며, 이 기능을 통해 드론의 추락사고 예방을 할 수 있게 된다. ​ 드론이 비행을 하는데 있어 가장 취약한 부분은 바람과 짧은 비행시간이라 할 수 있다. 드론은 기체의 크기가 크고 무거울수록 바람에 영향을 덜 받을 것으로 생각될 수 있으나, 실제 10kg 이상의 드론이라도 10m/s를 넘는 풍속에서 안정되게 비행하기가 어렵다. 우리가 흔히 사용하고 있는 소형드론의 경우 센서 기능이 떨어지거나 기능이 없는 경우가 많아 바람의 영향을 많이 받으므로 야외에서의 안정된 비행은 더욱 어렵다. 더욱이 바람과 함께 비가 내릴 경우 방수설비가 되어 있지 않은 드론이라면 비행이 불가능 하다.​ ​ 또한, 드론은 짧은 비행시간의 취약성을 갖고 있는데, 그 이유는 드론에 사용되는 배터리 기술이다. 드론의 기체가 크면 클수록 비행시간을 늘리기 위해 배터리를 상대적으로 많이 탑재하면 될 듯 하지만 다량의 배터리 탑재는 결국 중량 증가의 결과를 초래하게 되어 기대만큼의 비행시간 증가는 어렵다. 이러한 이유로 기체 직경 1m를 초과하는 드론의 경우 비행시간은 최대 30~40분 정도이며, 전속력으로 비행한다면 비행시간은 더욱 짧아지게 되고, 기체 직경 10m미만의 드론의 경우는 비행시간이 최대 5~6분정도이며, 전속력으로 비행할 경우 비행시간은 현저히 짧아지게 된다. ​ 3. 드론에 관한 법규제와 한계점 우리나라는 2017년 3월에 개정한 「항공안전법」을 통해 드론을 초경량비행장치로 분류하며 장치의 범위와 조종자 자격, 비행 가능 공역 등을 비교적 상세히 구분해 적용하고 있다. 드론의 활용과 관련하여 구분해 보면, 정의 및 기체분류, 등록관리, 운항관리, 조종자격 및 교육, 손해배상 및 보험, 개인정보보호법, 단속, 벌칙, 사고조사로 분류 할 수 있다. ​ 드론에 관한 현재의 정의 및 기체분류는 항공안전법 제2조 제3호 및 동법 시행규칙 제5조 제5호 가목에 의하면 초경량비행장치의 하위 부류로 무인비행장치를 분류하면서 해당 무인비행장치의 자체중량이 150kg 이하인 무인동력비행장치로 정의하고 있으며, '사람이 탐승하지 않고 원격조종 등의 방법으로 비행하는 항공기를 '무인항공기''로 정의하고 있다. 그러나 현행의 기준으로 바라본다면 무인비행장치의 근거가 불분명하다 할 수 있다. ​ 등록 관리의 경우, 항공안전법 제122조 및 시행령 제24조 제5호에 따라 신규 등록 시 항공기 등록규칙, 등록령에 따라 12kg 이상의 드론을 대상으로 등록 처리하도록 하고 있으나 미국, 일본, 중국 등은 200g~250g 이상의 드론에 대해서 소유자는 등록의무를 갖고 있어 위험성 관리의 차원에서 우리나라도 200g 이상의 드론에 대하여 등록의무를 개선할 필요가 있다. ​ 조종자격 및 교육의 경우는 드론의 비행과 촬영의 허가 승인의 소관부처가 달라 조종자들의 미허가 비행 및 촬영으로 인한 적발 건수가 증가되어 있으며, 자격교육기관의 경우는 교육기관 승인 후 해당 교육기관에서 적절한 교육이 이루어지고 있는지에 대한 재심사가 제대로 이루어지고 있지 않는 문제점을 양산하고 있다. ​ 손해보상 및 보험의 경우는 항공사업법 제70조 제4항에 따라 현재 초경량비행장치사용사업자, 항공기대여업자, 항공레저스포츠 사업자는 항공보험 중 제3자 책임보험 가입의무가 있으며, 보험자에 지급거절 할 사유에 해당하여 피해의 보전이 필요한 경우에는 민법 제750조를 통해 손해배상 절차를 거쳐야 하는 복잡성을 갖고 있다. ​ 개인정보보호법의 경우는 항공안전법 제122조 제1항 촬영신고 및 허가, 동법 제129조 제4항 개인정보보호법 저촉행위, 위치정보보호법 저촉행위에 대한 사항이 해당되고 있으나, 12kg 미만 드론은 신고의무가 없어 개인정보 및 개인위치정보 수집 가능여부를 파악할 방법이 없는 것으로 나타났다. ​ 단속, 벌칙, 사고조사의 경우 항공안전법 제149조 제1항 단속 및 벌칙 1, 동법 제161조 제3항 단속 및 벌칙 2, 동법 제2조 제8호 사고조사에 대한 사항으로 해당되고 있으나 제149조 제1항에 따른 “과실로 드론을 파손한 사람에 대해 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금형” 처벌의 적정성 여부 검토 필요하며, 현재 초경량비행장치 불법사용 등의 죄의 형량을 취미용 12kg 이하 드론에 동일하게 적용하기는 과중하다는 문제점을 갖고 있다. 아래 표는 드론 활용에 관한 법률과 한계점을 정리한 것이다.

(출처: 김일곤, "국가중요시설 및 다중이용시설에 대한 드론테러 대응방안", 2020)


4. 드론을 활용한 테러공격 유형과 사례 4.1. 가시권 내 직시 무선조종에 의한 근거리 공격 공격자가 드론의 비행 상황을 직시하면서 무선 조종기를 이용해 드론을 원격조작 하여 공격 대상 타겟을 공격하는 방법이다. 직시에 의한 원격무선조종의 경우 드론의 기수 방향을 정확히 확인해야만 한다(Sawada, 2019: 212). 따라서 타겟까지 약 수백 미터의 범위 내에서 타겟까지 볼 수 있는 건물(옥상 및 창문) 등이 테러 공격시도자들의 거점이 되는 경우가 많다. 또한 드론 비행 출발지점은 공격자의 시야가 확보되는 장소라면 주변 건물 옥상 등에서도 공격이 가능하기 때문에 다중이 모인 장소, 국가중요시설 등의 노출된 시설 경비에 있어 주의할 필요가 있다. ​ 4.2. FPV 무선조종에 의한 중거리 공격 FPV란 First Person View의 약칭으로 '1인칭 시점'으로 이해 할 수 있다( http:www,Itele.souinu.go.jp /j/sys/ollers/drone/index.html, Search: 2020.03.20). 드론에서 FPV는 드론에 탑재된 비디오카메라가 촬영한 라이브 영상을 의미한다. 따라서 FPV에 의한 원격무선조종 공격이란 공격자가 드론에 탑재된 카메라로부터 촬영되어 전송된 라이브 영상을 보면서 파일롯 시점으로 드론을 원격무선 조종하여 타겟을 공격하는 방법이다. ​ 이 공격은 이동하는 타겟에 대해서도 효과적이기에 옥외에서의 요인경호, 노출된 시설경호 등에 있어 주의할 필요가 있다. 이 공격을 수행하기 위해서는 드론과 공격자 간의 전파를 차단하는 건물 등이 없어야만 하며, 드론으로부터의 라이브 영상전송용 전파가 공격자까지 반드시 도달해야만 한다. 일반적인 무인 이동체 화상전송 시스템 전파 영역의 경우 장해물만 없다면 도심부의 경우라면 5km이상의 원거리 공격도 가능하다(Sawada, 2019: 213). 즉, 드론과 공격자가 공격대상 주변에 장해물이 없고 전파 수신이 가능한 상황이라면 드론을 타겟 대상까지 직접 눈으로 확인하지 않더라도 원격으로 비행 및 공격하는 것이 가능한 것이다. 4.3. GPS를 활용한 자율비행 원거리 공격 GPS란 자동차 네비게이션 등에서 활용되는 지구 규모의 위치측정 시스템이다. GPS를 활용한 자율비행에 의 한 공격이란 공격자가 타겟의 위치 및 통과지점의 정보(위도, 경도, 속도)를 드론에 설정하여 GPS 위성으로부터 수신한 측위신호를 기반으로 통과점을 경유하여 타겟까지 자동으로 비행 및 도착시켜 공격하는 방법이다. ​ 이 공격에서 공격자는 드론을 무선 조종할 필요가 없기 때문에 드론과 공격자 사이에 전파를 차단하는 건물 등이 있더라도 공격에 대한 지장을 초래하지 않는다. 공격자가 공격 진행상황을 파악하기 위해서는 드론이 송신하는 라이브 영상 송신용 전파나 텔레메트리 전송용 전파를 수신하면 충분히 진행 상황을 파악 할 수 있다. 또한 항속거리가 긴 드론이라면 수 십km이상의 먼거리에서의 공격도 가능하지만 이동하는 타겟에 대한 공격은 적합하지 않아 시설 등 고정된 타겟에 효율적인 공격이다. ​ 4.4. 드론을 활용한 테러 및 사건 사례 2019년 9월 14일 사우디아라비아 아브카이크에 있는 사우디 국영석유회사 아람코의 석유 시설단지에 대한 예멘 반군의 무인기 공격으로 폭발과 화재가 발생하여 가동이 중단됐다. 이들 시설은 하루 처리량이 700만 배럴로 사우디 전체 산유량의 70%에 달한다. 예멘 반군은 무인기 10대로 아브카이크 단지와 쿠라이스 유전을 공격했다고 주장했다. 미국은 이란을 배후로 의심하지만, 아직 공격의 주체가 누구인지는 정확히 구별되지 않고 있다. ​ 이번 드론 공격에서 눈여겨볼 대목은 삼마드-1 무인기 10대가 공격에 동원됐다는 것이다. 무인기에 3∼4㎏가량의 폭탄을 탑재해 원하는 목표를 타격하면 인명 살상 뿐 아니라 핵심시설에도 피해를 줄 수 있다. 이런 무게의 무인기에 방사성 물질이나 생화학물질을 탑재한다면 인명 피해 규모는 상당할 것이라고 분석하였으며, 이번에 사우디 석유 시설을 공격한 무인기에 대당 3㎏의 폭탄이 실렸다고 가정하고 10대가 동시에 '벌떼' 공격을 가할 경우 30㎏의 폭탄이 투하되는 것과 같은 피해를 받은 것으로 파악되었다. 사우디는 드론 공격 피해를 계기로 기존에 수립한 무인기 탐지 및 추적, 공격 등 대책을 점검하는 것으로 알려졌다. https://www.youtube.com/watch?v=-hJW7ab7Xzc&feature=emb_logo

2018년 8월 4일 베네수엘라 마두로 대통이 수도 카라카스에서 열린 국가방위군 창설 81주년 행사에서 연설을 하던 도중 갑자기 뭔가가 폭발하여, 놀란 마두로 대통령 부부와 관료들이 하늘을 쳐다보는 모습이 카메라에 잡혔고 고스란히 TV를 통해 중계됐다. 주변에 있던 경호원들이 신속히 방탄 장비로 대통령을 감싸고 마두로 부부가 긴급히 피하는 모습도 찍혔으며, 8차선 도로에 도열해 있던 군인들이 매우 놀라 빠르게 흩어지는 장면 또한 중계됐다. 마두로 대통령은 사건 발생 후 약 3시간이 지나 대국민 연설을 하며 “내 앞에서 비행체가 폭발했으며 나를 암살하려는 시도였다”고 직접 밝히면서 드론을 활용한 요인 암살테러의 위험성을 알렸다.

폭발음이 들리자 마두로 대통령에게 긴급히 방탄 장비를 두르는 경호원들의 모습

(사진 출처: 연합뉴스)

​ 2018년 12월 19일 크리스마스 연말을 앞둔 영국에서는 런던 개트윅 공항 활주로로 두 명이 불법 드론 비행을 한 것이 목격되면서 36시간 이상이나 운항이 전면 중단되는 사건이 발생하였다. 이 사건으로 1,000여기의 항공기 이륙이 취소됐거나 다른 인근 공항으로 회항하였으며, 이로 인해 크리스마스를 앞두고 공항을 이용하려던 약 14만 명의 승객들이 피해를 보았다. 영국 현지 군 당국은 이스라엘에서 드론 공습을 막기 위해 사용하는 '드론 돔 시스템' 기술을 사용한 것으로 알려졌다. 하지만 이 기술을 통해 드론을 찾을 수는 있지만, 드론을 조종한 사람을 찾을 수는 없는 문제점은 여전히 과제라 할 수 있겠다. ​ 우리나라도 예외는 아니다. 2017년 6월 9일, 강원도 인제에서 북한군 무인기(드론)로 추정되는 비행체(사진)가 발견됐다고 합동참모본부가 밝혔다. 합참은 오전 11시쯤 강원도 인제군의 한 야산에서 정체불명의 비행체를 발견했다는 주민 신고를 받고 합동조사팀을 급파했다. 현장을 확인한 결과 이 무인기는 길이 1.8m, 폭 2.4m로, 2014년 3월 백령도에서 발견됐던 북한 무인기와 유사한 크기와 외형을 가진 것으로 확인됐다. 주민은 무인기를 8일 발견한 뒤 하루 뒤인 9일 신고했다. 합참 관계자는 “발견된 무인기에는 카메라가 장착돼 있었다”면서 “관련 기관에서 분석하면 데이터를 확보할 수 있을 것”이라고 밝혔다.


​ 지난해 1월 북한군 무인기가 서부전선 군사분계선(MDL)을 넘어와 군이 경고방송과 사격을 한 바 있다. 북한 무인기가 처음 발견된 것은 2014년이다. 3∼4월 사이 경기도 파주와 백령도, 강원도 삼척 등지에서 잇달아 발견됐다. 특히 파주에서 발견된 무인기의 카메라에는 청와대 등 서울 시내를 찍은 사진이 들어 있었다. 같은 해 9월에는 백령도 인근 바닷속에서 북한 무인기 잔해가 발견되기도 했다. ​ 위의 사례를 살펴본 바와 같이 드론은 원거리에서 침입 및 공격이 언제든지 가능하며, 드론에 위험물질 탑제 여부와 폭발물, 화학물질 등 어떠한 위험물질이 탑제 되었는지에 따라 테러 공격시 공항, 항만 등의 국가중요시설은 물론 민간의 초고층 빌딩 및 다중이용시설과 인명에 대해 심각한 피해를 초래할 수 있다. ​ ​ 5. 일반적인 드론 탐지 기술 일반적으로 드론 탐지 기술에는 레이더, RF탐지, 음성탐지, 영상탐지 4가지로 분류된다. 각 탐지 기술에는 특징이 있으며, 탐지 기술에 따라 탐지거리와 탐지율도 다르다. ​ 5.1. 레이더 탐지 기술 작은 크기의 몸체는 드론의 가장 큰 장점이자 탐지를 어렵게 하는 요인이다. 이 작은 크기가 탐지의 기본적인 원리인 반사되는 전파 또는 빛을 최소화하기 때문이다. 레이더는 특정 펄스를 전송하고 반사되어 오는 전파의 에너지 또는 주파수 등을 가지고 물체의 위치(거리/고도/방향), 속도 등을 판단하는 기술이다. 레이더 시스템 설계 시 고려애야 할 사항 중에 탐지 물체와 관련이 있는 것은 입사파에 대한 반사파의 비로 정의한 레이더 반사 면적(Radar Cross Section, RCS)인데, 이는 물체의 모양,. 재질 등에 따라 달라지며 아래 그림과 같이 정의된다.

물체 유형별 레이더 반사 면적


평면의 경우는 레이더 반사 면적은 동일하지만 기울어진 각도에 따라 수신 에너지는 제로에 가까울 수 있다. 작은 레이더 반사 면적으로 인해 아주 높은 레이더의 송신 파워가 필요하지만 상용 기술로 구현하기는 어렵다. 그래서 높은 주파수 대역을 사용하거나 안테나 이득을 높이거나 송/수신 안테나를 여러 곳에 배치하는 방법 등이 사용된다. 이스라엘 스타트업 아브로보틱스(Arbe Robotics)가 고주파인 24GHz를 사용하여 전방 1km 거리에서 장애물을 파악하는 레이더 기술을 개발하였다. 일반적인 탐지거리가 150~200m 인 점을 감안하면 상당히 먼 거리이다. 한국 DGIST에서는 수신 안테나를 많이 배치하는 대신 2개의 안테나만 활용하여 탐지 거리는 유지하면서 소형화가 가능한 기술을 개발하였다. ​ 일반적으로 FMCW(Frequency Modulation Continuous wave)레이더 종류를 사용하며 레이더 탐지 기술은 목표물에 반사되어 오는 신호를 통해 목표물의 방향과 목표물의 신호를 확인할 수가 있다. 레이더 탐지 기술의 장점으로는 탐지 거리가 최대 3Km까지 가능하며 높은 탐지 정확성을 보여주지만 단점으로는 낮은 고도에서 탐지에 어려움이 있으며, 조류로 오탐지를 할 수가 있다. 아래 그림은 드론을 탐지하는 ELVIRA의 레이더 탐지 장비이다. 이 장비의 주파수는 X-band인 9,650 MHz 대역을 사용하며, 3kg 드론인 경우 3km 떨어진 거리에서 탐지가 가능하며, 식별은 1.1km 거리에서 드론으로 식별이 가능하다.


ELVIRA 드론 탐지 레이더 시스템


레이더 탐지는 몇 가지 치명적인 단점을 가지고 있다. 가장 두드러지는 것은 사각지대가 매우 많다는 점이다. 레이더 빔이 갖는 특성상 설치된 곳보다 낮은 고도의 영역은 탐지가 되지 않는다. 또 레이더 빔이 차폐되면 그 후방은 사각지대가 되기 때문에 광활한 개활지가 아닌 건물이나 언덕이 있는 구역에서는 탐지 불능 지역이 많이 존재하게 된다. 레이더의 근접탐지 능력이 매우 낮아 일반적으로 약 50m 이내로 드론이 접근하면 레이더 빔의 각이 매우 좁아지면서 실질적으로 탐지 시야에서 사라진다. 따라서 레이더 단독으로는 완전한 드론 탐지가 불가능하며, 이런 사각지대 보완을 위해 레이더 배치 수를 늘리면 구매 및 관리비용이 천문학적으로 증가하게 된다. ​ 레이더 장비가 갖는 또 다른 문제점은 식별을 사람에게 의존해야 한다는 점이다. 레이더는 특성상 하늘에서 움직이는 모든 것을 탐지하므로 그 중에서 가장 까다로운 것이 바로 드론과 새를 구분하는 것이다. 레이더는 드론인지 새인지 스스로 분간할 수 없기 때문에 고성능 카메라로 확대 촬영한 뒤 사람이 식별을 해야 한다. 따라서 레이더 솔루션을 운용하기 위해서는 24시간 인원을 배치해야 하는데 이는 인력운용 및 비용 측면에서 비효율적이다. 새 때문에 오경보가 울리는 경우가 대부분으로 오탐율이 매우 높고, 진짜 드론이 출몰시 식별 인원이 오판할 가능성도 매우 높다는 점이다. ​ 2019년에 DGIST 협동로봇융합연구센터 오대건 선임연구원 연구팀이 캘리포니아 주립대 김영욱 교수 연구팀과 함께 3km 떨어진 초소형 드론도 식별할 수 있는 '드론 탐지 레이더 시스템'을 개발했다고 과학기술정보통신부가 발표하였다. 이번 연구로 세계 최고 수준의 레이더 탐지기술을 확보하여, 관련 산업 발전과 국방력 강화에 크게 기여할 것으로 기대된다. 연구팀은 최대 탐지 거리 향상을 위한 능동위상배열(AESA) 레이더 기술과 드론의 정확한 위치주정을 위한 초고해상도 레이더 신호처리 기술을 접목하여 3km 이상 떨어진 드론을 탐지하는데 성공했다고 밝혔다. (AESA: 레이더 안테나에 배열된 레이더 모듈들이 개별적인 반도체 증폭 및 위상 변위기를 갖추고 있어 전파의 송수신 방향 통제가 가능) ​ 또한 연구팀은 차세대 딥러닝 AI 알고리즘으로 주목받는 '생성적 적대 신경망(GANs: Generative Adversarial Networks)' 기반 레이더 인지 기술을 개발하여 식별율을 향상시켰다. 인공지능은 학습데이터가 많을수록 인식률이 높아지는데, 이 알고리즘으로는 적은 양의 데이터만 가지고 이동하는 표적을 쉽게 식별할 수 있다. 더불어 개발 과정에서 레이더 시스템 내부의 송신부, 수신부, 안테나, 신호처리플랫폼 등 하드웨어 부품들을 100% 국내 중소기업들과 공동 개발하여, 기술 자립의 가능성을 한층 앞당겼다.

5.2. RF 탐지 기술 드론이 자동화된 프로그램으로 움직이는 것이 아니라면 제어를 위해 송수신이 이루어지고 있다는 점을 이용하는 방법이 RF 탐지 기술이다. 드론의 최종 목적지까지는 최소한 송수신이 가능해야 하기 때문에 탐지하는 위치에서도 이를 수신할 수 있다. 제어를 위해 사용할 수 있는 통신방식으로는 ISM(Industrial Scientific and Medical) 대역을 사용하는 블루투스, 지그비(ZigBee), WiFi 등이 있으나, 전송거리를 고려했을 때 WiFi가 많아 쓰여지고 있다. ​ 3G/4G 및 위성통신도 가능하지만, 무게, 장비 접근성 등으로 보편적이지는 않다. 해당 대역의 무선 주파수 탐지로 신호 여부를 탐지하여 존재 여부를 판별할 수 있지만, 모든 신호를 보여주기 때문에 도시 등 전파가 많이 발생하는 지역에서는 효과를 얻지 못한다. 스누핑(Snooping), 스푸핑(Spoofing) 등과 같은 해킹 기법을 사용하여 드론의 위치, 속도 등의 정보를 얻을 수 있으며 제어 권한을 획득한다거나 다른 명령을 지시할 수도 있다. ​ Netvision의 Drone detector는 1km까지 탐지가 가능하고 드론과 조정자의 위치도 식별해 낼 수 있으며, 스카이소프트웨어의 스카이그래버(SktGrabber)는 2008년 이라크 반군이 미군 프레데터 드론의 동영상을 리얼타임으로 가로채는데 사용되기도 하였다. ​ RF 탐지는 드론의 조종신호 또는 드론에서 전송하는 영상신호를 구분하여 드론을 탐지한다. ISM밴드의 2.4GHz 및 5GHz 대역의 RF 신호를 최대 1Km내의 거리에서 탐지하며 장점으로는 드론 고유의 RF를 통한 원거리 탐지가 가능하며 단점으로는 동일 주파수대역에 신호가 혼재할 경우 정확도가 낮아진다. 아래 그림은 드론을 탐지하는 Dedrone의 RF 탐지 장비이다.


Dedrone RF 탐지기


그러나 이 방법도 드론이 GPS 자동비행을 하면 완전히 무력화되는 단점이 있다. 따라서 이와 같은 수동형 솔루션은 외형이나 프로펠러 소리를 탐지해 식별하는 영상 및 음향 복합 센서를 같이 사용해야 한다. 일차적으로 드론의 RF 통신을 탐지하되 이것이 돌파될 경우, 이차적으로 영상 및 음향과 같은 물리적 신호를 탐지함으로써 탐지율을 높이는 방향으로 운영을 해야 한다. ​ 수동형 방식은 탐지 및 식별을 완전히 자동화할 수 있다는 장점이 있어 레이더와 같은 능동형 방식에 비해 드론탐지를 위해 별도의 인원을 운용하지 않아도 된다는 장점이 있다. 드론의 물리적, 전자적 특성을 데이터베이스화하기 때문에 오탐율이 매우 낮다는 장점도 있다. 또 빔을 쏘아야 하는 레이더 장비와는 달리 보고 듣기만 하는 시스템이므로 설치 및 운용 시 법적, 행정적 장애가 적은 편이며, 레이더 장비 대비 초기비용과 운용비용이 매우 낮은 것이 장점이다. ​ 그러나 수동형의 가장 큰 단점은 탐지거리가 상대적으로 짧아 대응 시간을 충분히 벌어주지 못한다는 것이다. 현재 RF 주파수 탐지 장비의 최대 식별 거리는 반경 약 1km 정도로, 레이더 장비의 탐지거리에 비해 매우 짧다. 그리고 영상 및 음향 복합 센서로 탐지할 경우에는 탐지거리가 200m 전후로 급격히 줄어든다. 드론의 입장에서는 200~ 1,000m 정도도 상당히 먼 거리이지만, 테러 위협을 방어해야 하는 시설에서는 이 보다는 더 원거리에서 조기 경보를 해 줄 수 있어야 한다. ​ ​ 5.3. 음향 탐지 기술 드론은 소리없이 움직이기란 쉽지 않다. 빠른 속도로 회전하는 모터와 프로펠러(로터)에서는 독특한 소리가 발생한다. 다른 소리와 구별되는 이것을 데이터베이스화된 드론의 소리와 비교하는 방식이다. 일반적으로 탐지할 수 있는 거리는 100~150 미터 정도였으나, 파나소닉 시스템 네트웍스는 32개의 마이크를 원형으로 배치하여 드론 특유의 로터 회전 소리, 바람 소리 등을 감지하는 방법으로 약 300m까지 탐지거리를 확대했다. 특정 방향에서 들어오는 소리 신호를 가산하고, 무인항공기의 비행 신호가 있으면 신호 강도가 더욱 상승하게 된다. ​ 드론 쉴드도 동일한 방법이지만 방향성을 30도로 좁히고 탐지거리를 1km까지 향상시켰다. 오키전기공업(OKI)은 탐지 거리를 늘리기 보다는 150m 탐지거리를 가지는 시스템을 분산 배치하고 이를 무선 네트워크로 연결함으로써 탐지영역을 확장시켰다. ​ 각 드론이 가지고 있는 고유의 소리는 다른 형태의 로터를 사용한다거나 몸체에 다른 변화를 주어서 쉽게 변경이 가능하기 떄문에 다른 방법에 비해 상대적으로 회피 대응이 쉬운 탐지 방법이다. ​ 음향 탐지는 드론의 고유의 모터 소리 또는 프로펠러의 소리를 데이터베이스 하여 최대 150m의 거리에서 탐지가 가능하다. 장점으로는 드론 고유의 소리를 데이터베이스화 하였기 때문에 드론 종류를 구별하는데 용이함이 있으며 단점으로는 환경 잡음에 취약하며 데이터베이스의 최신화가 필요하다. 아래 그림은 드론을 탐지하는 Droneshield의 음향 탐지 장비이다.


Droneshield 음향 탐지 장비

5.4. 열영상 탐지 기술 열을 가진 물체가 그 열을 적외선으로 방출하는 성질을 이용하는 것이 열감지 방법의 기본원리이다. 물체의 온도가 높을수록 더 많은 적외선이 방출되기 떄문에 프로펠러를 회전시키는 모터는 주된 탐지 대상이 된다. Seek Thermal에서는 핸드폰에 장착해서 사용할 수 있고 최대 측정거리가 550m인 열감지 카메라를 출시하였다. 다만, 드론 여부를 판단하기에는 일반적인 유효거리가 약 100m 수준이고 가스엔진이 아닌 전기모터의 경우 열 방출이 많지 않기 때문에 탐지에 어려움이 있다. ​ HGH의 Spynel 적외선 감시 카메라는 최대 8km 거리의 사람을 판별할 수 있으며, 사람 외에도 드론, 보트 등도 탐지가 가능하며, RF 전파를 사용하기 때문에 스텔스 기능을 갖춘 비행체도 탐지가 가능하다. 레이더처럼 적외선을 방사하고 반사되는 적외선을 수신해 탐지하는 Night Vision 방식도 있으며, 주차장에서 흔히 보는 CCTV도 같은 원리이다.

적외선 감지 예시


열영상 카메라에 대한 보다 자세한 기술 내용은 본 블로그의 하기 내용을 참고하면 된다. https://blog.naver.com/iotsensor/221584718207

최근의 적외선센서 기술동향I. 서론1800년대에 윌리엄 허셀(William Herschel)이 프리즘을 이용해서 가시광선 온도를 측정하는 실험... blog.naver.com

5.5. 영상인식 영상인식기술은 드론 탐지 이외에도 다양한 분야에서 적용되는 기술이다. 정지된 또는 연속된 이미지에서 탐지 대상(객체)을 찾아내고(검출) 드론 여부를 판별(인식)하게 된다. 검출 알고리즘을 통해 객체가 있을 가능성이 높은 영역을 간추리고 인식 알고리즘으로 드론 여부를 판단하게 된다. 최근에는 머신 러닝의 한 방법인 딥러닝이 좋은 결과를 보여주고 있으며, 2016년 ImageNet 경진대회(ILSVRC 2016)에서는 기계(인식 알고리즘)가 사람보다 인식오류가 낮은 단계까지 와 있다. ​ 아래 그림과 같이 최근 스위스 로잔 공대에서 2012년 우승 알고리즘인 CNN 등을 이용하여 사람이 눈으로도 찾기 쉽지 않은 복잡한 배경 속에서도 드론을 찾아내는 기술을 시연하였다.


스위스 로잔 공대 영상인식 사례

​ 영상 탐지는 일반ㆍ적외선 카메라를 통해 수집된 영상에서 드론 외향 모양이나 패턴을 인식하여 최대 150m의 거리에서 드론을 탐지한다. 장점으로는 드론 종류 구별하는데 용이함이 있으며 단점으로는 궂은 날씨에 취약하다. 아래 그림은 Drone Tracker의 영상 탐지 장비이다.

Drone Tracker 영상 탐지 장비

5.6. 하이브리드 앞에서 살펴본 것과 같이 접근 방법에 따라 장단점이 구분된다. 각각의 장단점은 아래 표와 같다.


최선의 드론 탐지 솔루션은 이처럼 액티브 방식이나 패시브 방식 중 어느 단독으로는 완벽한 드론 탐지가 사실상 불가능하므로 두 가지 방식을 결합한 종합 솔루션이 가장 효율적인 방식이라고 평가된다. 즉 원거리 탐지는 레이더 솔루션을 사용하되, 레이더 장비의 수많은 사각지대는 라디오 주파수 탐지 및 영상·음향 탐지 등으로 보완하는 것이다. ​ RF 방향탐지 센서는 UAV에서 일반적으로 사용하고 있는 대역인 2.4GHz 대역(제어신호 송수신용)과 5.8GHz(영상데이터 송수신용)을 주로 사용하며 이 대역폭 안에서 증폭하여 사용하는 것이 일반적이다. 이 대역의 RF 신호의 방향과 위치를 방향탐지 센서를 이용해 드론 조종자 및 UAV의 위치 추적이 가능할 것으로 분석되나 Wifi 주파수와 동일하기 때문에 Wifi 주파수가 방해전파로 인식되기 때문에 도심지에서는 구분하기 어려운 것이 단점이며, 방향 탐지 센서를 고지대에서 운용 시 다른 센서와 달리 조종자의 위치까지 추정할 수 있는 장점을 가지고 있다. ​ 음향탐지 센서에 의한 드론 식별은 드론 특유의 프로펠러 소음을 탐지하는 기술로서 주변 소음이 많은 환경에서는 탐지가 어려운 단점이 있으며 탐지거리가 짧은 편이지만 가격이 저렴하다는 장점이 있다. ​ 영상 센서는 통상적으로 가시광선 영역과 적외선 열화상 영역의 영상 정보를 활용하여 UAV를 탐지하는 기술이며, 먼 거리 UAV를 탐지 시 렌즈 줌을 통한 망원 상태로 식별을 위한 단계로 넘어가면 시야가 좁아지는 만큼 위협적인 UAV의 대략적인 위치정보 전달이 가능한 센서와 연동하여 운용하는 것이 일반적이다. 영상 센서의 최대의 장점은 접근중인 UAV가 어떤 형태인지 식별하기 위한 수단으로 활용되며, 낮과 밤에 모두 활용하기 위해서는 EO/IR 장비를 동시에 운용하며, 열화상 센서 관련 광학계의 제작비용이 비싸다는 단점이 있다. ​ 레이다 센터는 특정 대역의 RF 신호를 송출하고 표적으로부터 반사되어 오는 신호를 수신하여 탐지하는 방식이며, 실시간 엑티브 센서로서 탐지거리가 타 센서들에 비해 길다는 장점이 있으나, 제작 및 도입 비용이 높은 편이 단점이며 운용하고자 하는 주파수 대역의 할당 등 정부 차원의 제도적 승인 및 지원이 요구된다.

하이브리드형 제품 및 드론 부품 구조


5.7. 해외 드론 탐지 시스템 5.7.1. 네덜란드 Robin Radar System 사의 ELVIRA 360° 전방위를 커버하며, 큰 고정익 무인비행체는 9km, 소형 멀티로터는 3km까지 탐지가 가능하다. 동일한 위치를 1.3초마다 한 번씩 스캔하는 갱신율을 가지며 다양한 정보를 결합하여 무인비행체를 새 등과 같은 다른 비행물체와 구분하는 기능을 가지고 있다. 2015년 6월 Bavaria에서 개최된 G7 정상회의에서 VIP 경호에 사용되었다. 5.7.2. 네덜란드 Thales Netherland사의 Squire Squire는 타사와 마찬가지로 국경, 해안 및 지역을 비행하는 무인비행체 감시용으로 개발되었고, 특히 최첨단 Graphic Processing Unit(GPU) 기반 신호처리와 표적 분석 기능을 강조하고 있다.

Thales Netherlands사의 Squire


5.7.3. 이스라엘 RADA사의 RPS-42 이스라엘 RADA사의 RPS-42는 기존의 군용 저고도 레이더에 비해 탐지 거리를 줄이는 대신 낮은 Cost, Size, Weight, and Power(C-SWAP)을 추구한 제품으로 펄스 도플러 방식의 레이다로 Active Electronically Scanned Array(AESA) 안테나를 가지고 있어 Pan-Tilt 장비 없이 비회전식으로 빔 조향이 가능하다. 이동 편이성이 뛰어나고 우수한 가격대 성능비를 보여줌. RPS-42는 수평각 90° 를 담당하는 4개의 동일한 레이더로 구성되어 서로 교체가 가능하다.

이스라엘 RADA사의 RPS-42


5.7.4. 독일 Aaronia사의 AA RF Tracing and Observation Solution 무인비행체 또는 조종기로부터 방출되는 전파의 방향과 위치를 탐지하는 방향 탐지 시스템으로 레이다를 사용하지 않으며, UAV 혹은 레이다 등으로부터 RF 방출을 실시간으로 측정하며, UAV를 제어하는 운용자를 추적하고, UAV 의 형태에 따라 수km까지의 초광역 커버리지를 가진다. 방향 정밀도 2도의 높은 추적 정확도를 가지며, 휴대용의 경우 1분 이내에 동작 준비가 가능하다. 360도를 커버하며, 9kHz부터 20GHz까지의 주파수 영역을 감시한다. 스위칭 가능한 섹터 증폭기를 사용함으로써 도심환경에서도 고감도 탐지가 가능하다. 재머 연동으로 UAV를 Fail-SafeMode로 착륙하거나 호버링 하도록 할 수 있으며, 재머가 높은 지향성을 가지므로 다른 UAV에 영향 없이 선별적인 제지가 가능하다.

독일 Aaronia사의 드론 탐지 시스템

​ ​ 6. 드론 무력화 기술 6.1. 드론 무력화 기술 개요 드론의 식별관리 체계로 1단계는 드론 탐지, 2단계는 드론 식별, 3단계는 무력화로 분류할 수 있다. 드론 탐지의 단계에서 지상용 식별기를 중심으로 탐지거리 내에 드론이 출현할 경우 기술적으로 보면 레이더나 전파를 통해 탐지의 단계를 인지하는 과정으로서 관련법은 항공안전법이나 전파법 등이 직접적인 관련성을 가지고 있다. ​ 드론 식별의 단계에서 지상용 식별기를 통해 식별 영역에 드론이 출현하는 경우 기술적으로 보면 드론 자체적으로 정보 제공(브로드캐스팅)이 이루어 질 경우 지상용 식별기가 그 정보를 받아서 식별하는 과정을 거치며, 드론의 형태 분석과 드론 교통관리시스템(UTM)을 통해 넘어온 정보를 토대로 식별정보를 확인할 수 있다. 다만 UTM에 등록되어 있는 드론일 경우에도 드론의 경로가 신고된 범위를 벗어날 수 있는 문제가 발생할 수 있다는 점에서 지상용 식별기의 식별과정은 드론의 추적정보와 드론 조종자 정보, 드론의 고유 식별자 정보를 취득하는 것이 중요하다. 이와 관련된 법으로서 항공안전법, 전파법 등이 주요 관계법령이며, 식별의 단계에서는 드론 소유자의 정보를 취득해야 하는 문제로 인해 개인정보보호법의 정보 수집 관리에 대하여 지상용 식별기 운용기관은 사전에 반드시 허가받아야 한다.


드론 식별 단계(출처: "저고도 소형드론 식별.주파수 운용요구 및 제도개선 사항 도출 연구", 2019.12. 김원규)

​ 안티드론 기술은 위협적으로 접근하는 드론을 탐지하여 드론 탐지 기술과 드론의 비행을 무력화시키는 기술로, 드론의 '탐지-식별-무력화'라는 3단계 기술로 공력 내에 들어온 소형 물체를 탐지하고, 이것이 드론인지 아니면 새와 같은 다른 물체이니지 식별해 원치않는 드론의 침입일 경우 무력화해 위협을 해소하는 방식이다.


(그림 출처: 조선일보, 2019.02)


무력화 기술로는 무력화 장비를 이용해 드론을 격추, 포획, 추락시키는 기술로 드론 무력화를 위해 사용되는 기술별 특징은 다음과 같다.

6.2. 국내 안티드론 기술 현황 국내에서는 드론 탐지와 안티드론 중심으로 외산기술 기반 상용화 추진이 진행 중이며, 이와는 별도로 드론 등록, 식별, 인증을 위한 드론 식별 모듈 기반의 보안 기술 개발이 시작되고 있다. ​ 6.2.1. ETRI 2015년도부터 다종 무인기 간 통신 채널 보호를 위한 보안 SW 기술을 진행하고 있으며, 향후 다수의 무인기가 운행되는 환경에서도 안전한 비행과 통신 보호가 가능하도록 노력 중에 있다. ​ 6.2.2. 아이버디 국내 벤처기업 아이버디는 드론 식별에 사용될 수 있는 드론 식별 모듈과 드론 면허증을 국제표준으로 제안하면서 보다 정책적인 측면에서 드론의 안전한 비행을 지원하고자 노력 중에 있다. ​ 6.2.3. 성균관대, KAIST 안전한 드론 서비스 제공을 위하여 2016년부터 통신 관점에서의 드론 통신 보안, 물리적 보호 관점에서의 재밍신호 대응 기술 및 ID관리 기술과 관련된 핵심기술을 연구 중이며, 드론에서 활용 가능한 경량 인증 기술을 개발 중에 있다. ​ 6.2.4. STX 안티드론 기술과 관련된 독일, 미국 기업의 솔루션(독일의 DroneTracker, 미국의 DroneDefender)을 국내에 도입하는 수준이다. ​ 6.2.5. 한화시스템 드론 감시 레이더 센서 개발로 '무인 비행 장치의 불법 비행 감지를 위한 드론 감시 레이더' 프로젝트를 수행하고 있다. 탐지 레이더 장비를 개발하기 위해 한국전자통신연구원(ETRI) 주관으로 2021년까지 사업비 120억 원이 투입하여 군용 레이더에 비해 가볍고 전력 소모가 적으며 장소에 제한 없이 2인 1조로 운반이 가능한 제품을 개발 중에 있다. ​ 6.2.6. ade 탐지한 드론을 무력화하고 포획하거나 파괴하는 기술로 방해 전파나 고출력 레이저를 쏴서 드론이 조종자가 보내는 신호나 위성항법장치(GPS) 신호를 받지 못하게 교란하는 재밍(jamming) 방식이 있다. 국내 기업 'ade'가 선보인 '마에스트로(Maestro)' 장비는'안티 드론건'으로 재밍 신호를 발사해 소형 드론을 강제 착륙시키는 시연도 하였다. 드론을 제어하는 고유 주파수를 탐지하고 이를 탈취해서 강제로 착륙시키는 스푸핑(spoofing) 방식도 있다. 원격 조정기로 움직이는 드론의 보안 취약점을 파고들어 통신 프로토콜을 해킹하여 움직임을 방해하는 수준을 넘어 상대 드론을 임의대로 조종하는 기술이다. 현재 어깨에 메고 쏘는 20㎏짜리 안티 드론 건까지 나왔지만, 앞으로는 권총처럼 경찰관이 간편하게 휴대 하면서 사용할 수 있는 제품도 나올 것으로 예상하고 있다. ​ 6.2.7. 유콘시스템 다른 무인기를 출동시켜 드론과 충돌시켜 파괴하는 방법으로 유콘시스템이 개발한 '드론 킬러'는 최대 시속 180㎞로 표적 드론을 향해 날아가 격추시키는 기술이다. 6.3. 해외 안티드론 시스템 6.3.1. 영국 Open Works Engineering의 Sky Wall OpenWorks Engineering의 SkyWall은 드론을 탐지, 추적하여 지상에서 그물을 구비한 투사체를 발사하여 포획하고 낙하산을 이용하여 포획한 후 드론을 안전하게 회수하는 방식이다. 아래 그림과 같이 사람이 조준하여 직접 발사하는 무반동총 형태의 SkyWall PATROL, 지상에 고정되어 자동으로 드론을 추적하여 발사하는 SkyWall AUTO 및 SUV 차량에 부착하여 발사하는 SkyWall AUTO RESPONSE가 있다.

OpenWorks Engineering의 SktWall


6.3.2. 미국 Boeing의 CLWS Boeing의 CLWS(Compact Laser Weapos System)는 드론을 추적하고 드론에 직접 레이저를 발사하여 드론을 파괴하는 방식으로써, CLWS는 휴대가 간편하면서 빠르게 설치할 수 있다는 장점이 있다.


Boeing의 CLWS


6.3.3. 미국 Battelle의 DroneDefender DroneDefender는 소총 형태의 휴대용 장치로 실탄이 아니라 드로의 GPS 기능을 무력화하는 전파를 발사하여 드론을 무력화 한다. 무게는 15파운드 정도이며, 배터리로 동작하고 2시간 동안 연속 사용이 가능하고, 유효 사거리 400m 내에서 드론을 0.1초 내에 무력화 할 수 있다. 2019년 10월 9일 Bettelle의 DroneDefender 기술을 Dedrone사에서 인수하였다고 발표하였다.


Battelle의 DroneDefender


6.3.4. 영국의 DroneDefence의 SkyFence 하나의 시스템으로 보호된 사이트 주변에 전략적으로 배치된 여러 개의 저전력 무선 송신기를 사용하여 드론이 발견되면 송신기를 활성화하여 드론의 무선 전송을 압도하도록 설계된 신호를 전송한다. 이로 인해 드론과 운영자 간의 제어 및 비디오 연결이 끊어진다. ​ SkyFence는 기존 경계 울타리를 따라 설치할 수 있으며 하늘로 확장되는 전자 '벽'을 만든다. 운영자가 조종하는 드론은 이 벽을 통과할 수 없다. PAT (Precise Antenna Technology)를 사용하여 SkyFence는 다른 전자 장치에 미치는 영향을 제거하고 하늘의 드론에만 영향을 미치므로 공항, 교도소 및 기타 모든 위치에서 안전하게 사용할 수 있다. ​ 이 시스템은 시설 주변 600m 내 드론 비행을 감지하고, 건물 상공에 강한 전기장을 만들어 드론의 신호 수신을 차단해 날지 못하게 한다. 영국 건지섬의 한 감옥이 올해 초 스카이펜스를 도입했다. 드론을 통해 감옥 내부로 마약·돈을 들여오는 사례가 늘자 드론 접근 자체를 막은 것이다.


SkyFence

6.3.5. 네덜란드 델프트 다이내믹스의 Drone Catcher 영국 런던에서 개최된 'DESI 2017'에 출품된 Drone Catche는 드론 포획체계 중 하나로, 불법 드론을 포획하여 위협요인을 제거한 후 안전한 장소로 운반하는 시스템이다. 멀티콥터인 드론캐처는 그물을 사용해 드론을 포획한다. 이러한 그물총 방식은 공중에서 불법 드론을 안전하게 제거하는 데 매우 효과적이다. 이 시스템은 먼저 시각이나 청각 또는 레이더 등을 이용하여 드론을 탐지한 뒤 신속하게 표적에 접근한다. 이후 탑재된 카메라, 레이저 거리 측정기, 추적 체계 등 다수의 센서를 이용하여 그물총을 표적에 조준한다. 마지막으로 끈으로 연결된 그물을 발사하여 드론을 포획한다. 드론이 그물에 걸리면 드론캐처는 포획한 드론을 안전한 장소로 운반한다. 드론의 무게가 매우 무거울 때는 소형 낙하산을 펼쳐 연착률 시킬 수 있다.

공중에서 그물로 드론을 포획하는 Drone Catcher

6.3.6. 영국 개트윅 공항에 설치된 안티드론 시스템 영국 국방부는 개트윅 공항 사건 직후 이스라엘 보안 기업 라파엘이 개발한 드론 방어 시스템 '드론 돔'을 공항 옥상에 긴급 배치했다. 드론 돔은 4개의 레이더를 사용해 시설 주변 지역의 드론 비행을 감시하고 방해 전파를 쏘아 드론을 격추시킬 수 있는 기능까지 갖췄다. 이 시스템은 시리아에서 테러 단체의 무인기를 격추하기 위해 개발됐다. ​ 드론 돔은 드론을 감시하는 열화상 카메라, 드론과 조종사의 위치를 찾는 추적기, 드론을 떨어뜨리는 격추기로 구성된다. 열화상 카메라는 공항 반경 50㎞ 지역의 드론 비행을 감시한다. 적외선 센서로 보기 때문에 24시간 드론 감지가 가능하다. 드론 추적기는 세계 최대 드론 기업인 DJI의 드론을 효율적으로 찾아낼 수 있다. 드론이 내는 신호 패턴을 분석해 모델 번호와 비행 속도, 이동 방향, 구매자 등 상세 정보를 알아낸다. 이번에 개트윅 공항에 출몰한 드론도 DJI의 제품인 것으로 알려졌다. 격추기는 드론을 향해 방해 전파를 발사해 지상으로 떨어뜨린다.


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[출처] 안티 드론 기술이란? | 작성자 센서로세계로미래로https://m.blog.naver.com/iotsensor/222258907296

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