까다로운 환경을 위한 솔루션 살펴보기 ↓
DDIL – 성능 저하, 접속 거부, 간헐적, 저대역폭
DDIL(성능 저하, 거부됨, 간헐적 및 대역폭 제한) 환경은 위치, 항법, 타이밍(PNT), 통신 또는 센싱 기능이 부분적으로 또는 완전히 사용 불가능해지는 작동 조건을 설명합니다. DDIL 조건은 상황 인식을 저하시키고 항법 불확실성을 증가시키며 자율적인 의사결정에 어려움을 줍니다.
현대 항법 시스템은 고급 센서 퓨전 알고리즘을 통해 고성능 관성 센서와 여러 보조 소스를 결합하여 이러한 영향을 완화합니다.
성능 저하 환경
성능 저하 환경은 항법 또는 통신을 계속 사용할 수 있지만 성능이 저하된 상황을 의미합니다. 신호 감쇠, 다중 경로 전파, 대기 교란, 나뭇가지, 도심 협곡, 터널, 악천후, 전자기 간섭 또는 부분적인 센서 고장은 완전한 중단 없이도 정확도를 떨어뜨립니다.
시스템은 계속 작동하지만 더 큰 위치 불확실성을 발생시킵니다.
신호 거부 환경
신호 차단 환경(denied environment)에서는 하나 이상의 필수 항법 또는 통신 서비스를 사용할 수 없습니다. GNSS 재밍, 스푸핑, 지하 작전, 수중 임무, 밀폐된 실내 시설, 전자전 또는 고의적인 무선 침묵은 외부 위치 업데이트를 차단합니다.
이러한 상황에서 관성 항법 시스템은 보조 센서를 다시 사용할 수 있게 될 때까지 위치, 속도, 자세를 독립적으로 추정합니다.
간헐적 환경
간헐적 환경은 짧거나 예측할 수 없는 간격으로만 항법 또는 통신 서비스를 제공합니다. 건물 사이를 비행하는 UAV, 터널로 진입하는 자율주행 지상 차량, 절벽 근처에서 운항하는 해양 플랫폼, 또는 주기적으로 시계(視界)가 확보되는 위성은 외부 측정값을 반복적으로 잃고 회복합니다.
센서 융합 알고리즘은 신호 중단 중에도 항법 연속성을 유지하면서 각 새로운 관측값을 신속하게 검증하고 통합해야 합니다.
간헐적 환경
저대역폭 환경은 전송되는 데이터의 양이나 빈도를 제한합니다. 전술 무선 네트워크, 위성 통신, 수중 음향 모뎀, 원격 산업 현장, 그리고 장거리 무인 시스템은 종종 제한된 처리 용량으로 작동합니다.
따라서 항법 시스템은 작동 성능을 유지하기 위해 필수 측정값의 우선순위를 정하고, 텔레메트리를 압축하며, 업데이트 주기를 줄이고, 대부분의 추정 작업을 로컬에서 실행합니다.
실제 시나리오 및 최신 기술
여러 DDIL 시나리오는 여러 조건을 동시에 결합합니다. 예를 들어 GNSS 음영 및 통신 저하, 저대역폭 텔레메트리를 동반한 간헐적 GNSS, 전자전 대치 환경, GPS 대치 환경, 통신 차단 작전, 센서 차단 임무, 다중 도메인 전자전 환경 등이 있습니다. 이러한 하이브리드 시나리오는 항법, 통신, 상황 인식에 동시에 영향을 미치기 때문에 가장 까다로운 작전 조건을 나타냅니다.
현대 INS 아키텍처는 IMU를 GNSS, 오도메트리, LiDAR, 카메라, DVL(Doppler Velocity Logs), USBL(Ultra-Short Baseline) 시스템, 휠 엔코더, 레이더, 자력계, 기압계 및 기타 보조 센서와 통합하여 DDIL 환경에 대응합니다. 확장 칼만 필터(EKF), 팩터 그래프 최적화, 동시 십자 위치추정 및 지도 작성(SLAM) 알고리즘은 사용 가능한 모든 관측값을 활용하여 관성 오차(inertial drift)를 억제하고 불확실한 운용 조건에서도 견고한 위치 파악을 유지합니다.
고성능 MEMS 및 전술 등급 관성 항법 시스템은 DDIL 환경에서 탄력적인 PNT를 보장하는 핵심 기술이 되었습니다. 외부 인프라에 대한 독립성 덕분에 위성 신호, 통신 또는 외부 기준을 신뢰할 수 없거나 사용할 수 없을 때에도 지속적인 항법이 가능합니다.
