Journal of Advanced Navigation Technology (한국항행학회논문지)

The Korean Navigation Institute (한국항행학회)
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Design of GPS L1 C/A Spoofing Signal Detection Algorithm

GPS L1 C/A 기만 신호 검출 기법 설계

  • Lim, Soon (Satellite Navigation Team, CNS/ATM and Satellite Navigation Research Center, Korea Aerospace Research Institute) ;
  • Lim, Deok-Won (Satellite Navigation Team, CNS/ATM and Satellite Navigation Research Center, Korea Aerospace Research Institute) ;
  • Heo, Moon-Beom (Satellite Navigation Team, CNS/ATM and Satellite Navigation Research Center, Korea Aerospace Research Institute) ;
  • Nam, Gi-Wook (Satellite Navigation Team, CNS/ATM and Satellite Navigation Research Center, Korea Aerospace Research Institute)
  • 임순 (한국항공우주연구원 교통항법연구센터 위성항법팀) ;
  • 임덕원 (한국항공우주연구원 교통항법연구센터 위성항법팀) ;
  • 허문범 (한국항공우주연구원 교통항법연구센터 위성항법팀) ;
  • 남기욱 (한국항공우주연구원 교통항법연구센터 위성항법팀)
  • Received : 2013.10.21
  • Accepted : 2014.02.10
  • Published : 2014.02.28
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Abstract

In this paper, an effect on a GPS receiver by spoofing signal is analyzed and a GPS spoofing signal detection algorithm for GPS L1 C/A spoofing signal is proposed. A proposed detection algorithm monitors the correlation function distortion by the spoofing signal. If detected distortion is over a detection threshold, we can determine that the spoofing signal is received. The detection threshold is calculated from the statistical characteristics of a thermal noise. For verifying the suggested algorithm, a MATLAB-based simulation platform is implemented. This platform has functionalities to track GPS signal and measure the correlation values. By using this platform, the correlation function distortion by spoofing signal is observed. Also a performance of the algorithm proposed in this paper is applied and confirm the detection of a spoofing signal.

본 논문에서는 GPS 전파 간섭 신호의 한 종류인 기만 신호를 검출하는 기법을 제안한다. 본 논문에서 기만의 대상이 되는 신호에는 민간에 구조가 공개된 GPS L1 C/A 신호로 선정하였으며 GPS L1 C/A 기만 신호의 영향을 분석하고 이를 통해서 기만 신호 검출 기법을 제안한다. 제안하는 기만 신호 검출 기법은 상관함수가 왜곡된 정도로 기만 신호의 인가를 판단한다. 기만 신호의 판단기준은 수신기 열잡음의 통계적 특성으로부터 정량적인 수치로 계산된 임계값을 이용하였다. 제안하는 기법을 검증하기 위한 시뮬레이션은 MATLAB을 기반으로 구성하였으며 기만 신호에 의한 상관함수 왜곡 및 코드 위상 오차를 확인하였다. 그리고 본 논문에서 제안하는 기만 신호 검출 기법을 적용하여 기만 신호의 검출 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 기법에 의한 기만 신호 검출성능을 확인하였다.

Keywords

References

  1. Inside GNSS, UAVs Vulnerable to Civil GPS Spoofing [Internet]. Available:http://insidegnss.com/node/3131
  2. H. Wen et al, "Countermeasures for GPS signal spoofing," Proceedings of ION GNSS 2005, pp.1285-1290, Sep, 2005.
  3. A. Jafarnia-Jahromi et al, "Detection and Mitigation of Spoofing Attacks on a Vector-Based Tracking GPS Receiver," Proceedings of ION ITM 2012, pp.790-800, Jan, 2012.
  4. D. Lim et al, "A Model-Based Multipath Estimation Technique for GPS Receiver," Journal of Institute of Control, Robotics and Systems, vol.18, no.4, pp.391-399, 2012. https://doi.org/10.5302/J.ICROS.2012.18.4.391
  5. E. D. Kaplan et al, Understanding GPS, second edition, Artech House, 2006.
  6. G. D. Durgin, Space-Time Wirless Channels, Prentice Hall, 2002.
  7. R. E. Ziemer et al, Principles of Communications, 6th Edition, John Wiley & Sons, 2009.
  8. S. Lim et al, "Design of Software-based GPS Spoofing Signal Generator," Proceedings of ICS08, pp.63-64, Apr, 2008.

Cited by

  1. Design and Performance Evaluation of GPS Spoofing Signal Detection Algorithm at RF Spoofing Simulation Environment vol.4, pp.4, 2015, https://doi.org/10.11003/JPNT.2015.4.4.173