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DDIL – 성능 저하, 접속 거부, 간헐적, 저대역폭
DDIL(Degraded, Denied, Intermittent, and Low-bandwidth) 환경이란 위치 파악, 항법, 시간 동기화(PNT), 통신 또는 감지 기능이 부분적으로 또는 완전히 이용 불가능해지는 운영 조건을 의미합니다. DDIL 조건은 상황 인식을 저하시키고, 항법 불확실성을 증가시키며, 자율적 의사 결정에 어려움을 초래합니다.
최신 항법 시스템은 고성능 관성 센서와 여러 보조 신호원을 첨단 센서 융합 알고리즘을 통해 결합함으로써 이러한 영향을 완화합니다.
훼손된 환경
환경 열화 현상은 항법이나 통신이 여전히 가능하지만 성능이 저하된 상태에서 발생합니다 . 신호 감쇠, 다중 경로 전파, 대기 장애, 수목, 도시 협곡, 터널, 악천후, 전자기 간섭 또는 센서의 부분적 고장 등은 완전한 서비스 중단까지 이르지는 않으면서도 정확도를 저하시킵니다.
시스템은 계속 작동하지만 위치 측정 불확실성이 커집니다.
배제된 환경
차단된 환경에서는 하나 이상의 필수 항법 또는 통신 서비스를 사용할 수 없습니다. GNSS , 스푸핑, 지하 작전, 수중 임무, 밀집된 실내 시설, 전자전 또는 의도적인 무선 침묵으로 인해 외부 위치 정보 업데이트가 차단됩니다.
이러한 상황에서는 보조 센서를 다시 사용할 수 있게 될 때까지 관성 항법 시스템이 위치, 속도 및 자세를 독립적으로 추정합니다.
간헐적인 환경
간헐적 환경에서는 짧거나 예측할 수 없는 간격 동안에만 항법 또는 통신 서비스가 제공됩니다. 건물 사이를 비행하는 무인항공기(UAV), 터널로 진입하는 자율 주행 지상 차량, 절벽 근처에서 운용되는 해양 플랫폼, 또는 주기적으로 가시성이 변동하는 위성은 외부 측정값을 반복적으로 상실했다가 다시 확보하게 됩니다.
센서 융합 알고리즘은 통신 단절 기간 동안에도 항법 연속성을 유지하면서, 새로운 관측값을 신속하게 검증하고 통합해야 합니다.
간헐적인 환경
저대역폭 환경에서는 전송되는 데이터의 양이나 빈도가 제한됩니다. 전술 무선 통신망, 위성 통신, 수중 음향 모뎀, 원격 산업 현장, 장거리 무인 시스템 등은 대개 제한된 처리량 조건에서 운영됩니다.
따라서 항법 시스템은 운영 성능을 유지하기 위해 필수적인 측정값에 우선순위를 두고, 텔레메트리 데이터를 압축하며, 업데이트 빈도를 줄이고, 대부분의 추정 작업을 로컬에서 수행합니다.
실생활 사례와 최신 기술
여러 DDIL 시나리오는 여러 조건을 동시에 결합합니다. 예를 들면, GNSS 및 통신 저하 환경, 저대역폭 텔레메트리를 GNSS 간헐적 GNSS 환경, 전자기 교란 환경, GPS 교란 환경, 통신 차단 작전, 센서 차단 임무, 다중 영역 전자전 환경 등이 있습니다. 이러한 복합 시나리오는 항법, 통신, 상황 인식을 동시에 저해하기 때문에 가장 까다로운 작전 조건을 나타냅니다.
최신 INS IMU를 GNSS, 주행거리계, LiDAR, 카메라, 도플러 속도 측정기(DVL), 초단거리 기준선(USBL) 시스템, 휠 인코더, 레이더, 자력계, 기압계 및 기타 보조 센서와 통합함으로써 DDIL 환경에 대응합니다. 확장 칼만 필터(EKF), 팩터 그래프 최적화 및 동시 위치 추정 및 매핑(SLAM) 알고리즘은 이용 가능한 모든 관측값을 활용하여 관성 드리프트를 제한하고 불확실한 운영 조건에서도 견고한 위치 측정을 유지합니다.
고성능 MEMS 및 전술 등급 관성 항법 시스템은 DDIL 환경에서 탄력적인 PNT를 보장하기 위한 핵심 기술이 되었습니다. 이러한 시스템은 외부 인프라에 의존하지 않으므로, 위성 신호, 통신 또는 외부 기준이 신뢰할 수 없거나 사용할 수 없게 되어도 지속적인 항법이 가능합니다.
