GPS 신호 방해‧변조…러시아 서부서 대규모 영향 확인

저궤도 위성 펄사-0(Pulsar-0)이 GPS 신호를 방해하거나 거짓 위치 정보를 보내는 공격이 유럽과 중동에서 확산되고 있는 양상을 우주에서 관측했다. 그 중에서도 러시아 서부 국경 부근이나 중동 분쟁 지역에서는 신호 열화가 크게 나타났으며 관측팀 예상을 뛰어넘는 규모였다고 한다.

스마트폰으로 목적지까지의 경로를 검색하거나 항공기가 현재 위치를 확인하거나 금융 시스템이 정확한 시각을 사용해 거래를 처리하는 등 일상 다양한 장면에서 GPS를 포함한 위성 측위 시스템이 사용되고 있다. 미국이 운용하는 GPS 외에도, 유럽의 갈릴레오(Galileo)나 중국 베이더우(BeiDou) 등을 포함한 위성 측위 시스템 전체는 GNSS라고 불린다.

GNSS는 측위뿐 아니라 내비게이션과 시각 동기화에도 사용된다. 그런데 GNSS 위성은 지구에서 1만 9,000km 이상 떨어진 궤도를 비행하기 때문에 지상 수신기에 도달하는 신호는 약해진다. 따라서 강한 잡음으로 본래의 신호를 지워버리는 재밍(jamming)이나, 거짓 좌표가 포함된 신호로 수신기를 속이는 스푸핑(spoofing)에 의해 GNSS 신호는 방해받게 된다.

러시아 서부 국경 부근에서는 우크라이나의 드론 공격에 대한 대책으로 GNSS 방해가 이뤄지고 있다고 알려져 있으며 해당 지역 상공을 비행하는 수만 편 규모 항공기에 매월 영향이 나타나고 있다고 한다. 중동에서도 드론 공격을 빗나가게 하거나 해상에서 불법 선박 위치를 숨길 목적으로 재밍과 스푸핑이 사용되고 있다고 보도되고 있다.

이런 방해를 조사한 것이 미국 캘리포니아주에 위치한 스타트업 조나스페이스시스템즈(Xona Space Systems)가 개발한 실험 위성 펄사-0다. 펄사-0은 지구에서 500km 저궤도를 비행하는 위성으로 회사 측이 계획하는 차세대 측위 위성망 펄사(Pulsar) 기술 실증기에 해당한다. 펄사는 GPS 등 기존 GNSS와 연계하면서 더 강한 측위·항법·시각 동기화 신호를 제공하는 걸 목표로 하는 서비스다.

펄사-0에는 펄사용 기기뿐 아니라 GPS 수신기도 탑재되어 있다. 팀이 발사 수개월 뒤 GPS 수신기를 가동했더니 북아메리카 상공에서는 양호한 신호를 얻은 반면 유럽 상공에서는 명백한 이상이 발견됐다. 공동창업자 카즈 거닝(Kaz Gunning)은 방해가 있을 것이라고는 생각했지만 예상보다 상당히 큰 것이었다고 말했다.

펄사-0이 관측한 고도 500km에서의 GNSS 신호 열화 상태를 보면 북유럽에서 러시아·우크라이나·튀르키예·이란·파키스탄 부근에 걸쳐 신호가 크게 열화되어 붉게 표시되어 있다. 방해가 가장 극심한 지역에서는 펄사-0 고도에서 수신한 GPS 신호 세기가 통상 40dB 전후에서 10dB 정도까지 저하되어 있었다고 한다. 이란 테헤란에서의 신호 세기는 샌프란시스코에 비해 신호 세기의 분포가 10dB 이상 낮은 쪽으로 치우쳐 있다.

저궤도 위성이 GPS를 잃으면 지표 특정 지역을 촬영하기 위한 위치 결정이나 자신의 위치 파악, 지상 안테나로 정확히 방향을 맞추는 동작이 어려워진다. 스페이스X 스타링크 같은 위성군도 충돌 회피에 GPS를 이용하고 있으며 GNSS 방해는 지상 내비게이션뿐 아니라 인공위성 운용에도 영향을 미친다.

조나스페이스시스템즈가 개발하고 있는 차세대 측위 위성망 펄사는 GPS보다 최대 100배 강한 신호를 사용해, 재밍과 스푸핑에 대한 내성을 높이는 설계라고 한다. 거닝은 펄사처럼 강한 신호를 사용하면 기존 방해 장치가 영향을 미칠 수 있는 범위는 기존 5%로 축소될 수 있다고 설명했다.

회사 측은 오는 10월 위성 6기를 발사하고 2027년 초 기본 서비스를 시작할 계획이다. 회사 측은 2026년 말에는 시각 동기화 분야 초기 고객이 단속적인 커버리지로 펄사를 이용하기 시작할 전망이며 위성망이 확대됨에 따라 이용할 수 있는 분야도 늘어날 것이라고 밝혔다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.