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DDIL – 성능 저하, 거부됨, 간헐적 및 저대역폭
DDIL(성능 저하, 거부됨, 간헐적, 저대역폭) 환경은 위치, 항법, 타이밍(PNT), 통신 또는 센싱 기능이 부분적으로 또는 완전히 중단되는 작동 조건을 의미합니다. DDIL 조건은 상황 인식을 저하시키고, 항법 불확실성을 높이며, 자율적인 의사결정에 어려움을 줍니다.
현대 항법 시스템은 고성능 관성 센서와 여러 보조 소스를 고급 센서 융합 알고리즘을 통해 결합함으로써 이러한 영향을 완화합니다.
성능 저하 환경
성능 저하 환경은 항법 또는 통신은 유지되지만 성능이 저하된 상태에서 발생합니다. 신호 감쇠, 다중 경로 전파, 대기 교란, 나뭇잎, 도심 협곡, 터널, 악천후, 전자기 간섭 또는 부분적인 센서 고장은 완전한 중단을 유발하지 않으면서 정확도를 떨어뜨립니다.
시스템은 계속 작동하지만 더 큰 위치 불확실성을 발생시킵니다.
거부됨 환경
차단된 환경(Denied environment)에서는 하나 이상의 필수 항법 또는 통신 서비스를 사용할 수 없습니다. GNSS 재밍, 스푸핑, 지하 작업, 수중 임무, 밀폐된 실내 시설, 전자전 또는 의도적인 무선 침묵은 외부 위치 업데이트를 차단합니다.
이러한 상황에서는 보조 센서를 다시 사용할 수 있게 될 때까지 관성항법장치가 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 작동하는 해양 플랫폼, 또는 주기적인 가시성을 경험하는 위성은 외부 측정값을 반복적으로 잃고 회복합니다.
센서 융합 알고리즘은 각 새로운 관측을 신속하게 검증하고 통합하는 동시에, 신호 중단 중에도 항법 연속성을 유지해야 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 필수 측정값을 우선시하고, 원격 측정 데이터를 압축하며, 업데이트 주기를 줄이고, 운용 성능을 유지하기 위해 대부분의 추정을 로컬에서 실행합니다.
실제 시나리오 및 최신 기술
여러 DDIL 시나리오는 여러 조건을 동시에 결합합니다. 예를 들어 GNSS 수신 불가 지역 및 통신 저하, 저대역폭 텔레메트리를 동반한 간헐적 GNSS, 전자기 교란 환경, GPS 교란 환경, 통신 두절 작전, 센서 미작동 임무, 다영역 전자전 환경 등이 있습니다. 이러한 하이브리드 시나리오는 항법, 통신, 상황 인식을 동시에 방해하므로 가장 까다로운 작전 조건을 나타냅니다.
현대식 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. EKF(Extended Kalman Filters), 팩터 그래프 최적화 및 동시 위치 추정 및 지도 작성(SLAM) 알고리즘은 사용 가능한 모든 관측치를 활용하여 관성 표류(inertial drift)를 억제하고 불확실한 작전 조건에서도 견고한 위치 추정을 유지합니다.
고성능 MEMS 및 전술급 관성항법장치는 DDIL 환경에서 복원력 있는 PNT를 보장하는 핵심 기술이 되었습니다. 외부 인프라에 독립적이므로 위성 신호, 통신 또는 외부 기준을 신뢰할 수 없거나 사용할 수 없을 때에도 지속적인 항법을 수행할 수 있습니다.
