### 0.0.1 스푸핑(Spoofing) 및 재밍(Jamming) 지표(`jamming_indicator`) 모니터링 및 QGC 알림 시스템 연동

### 0.0.1 스푸핑(Spoofing) 및 재밍(Jamming) 지표(jamming_indicator) 모니터링 및 QGC 알림 시스템 연동

전자전(Electronic Warfare)이나 악의적인 전파 교란 위협이 도심 한가운데에서도 현실화되고 있는 오늘날, 단순한 다중 경로 반사파를 넘어선 의도적인 재밍(Jamming, 전파 방해) 과 스푸핑(Spoofing, 기만 전파) 에 대한 실시간 감시 체계는 상업용/군수용 드론을 막론하고 필수적인 요구사항이 되었다.

PX4와 QGroundControl(QGC)은 수신기가 토해내는 아날로그적인 신호 품질 강하 현상을 수치화하여 조종사에게 즉각적인 경감을 울리는 방어 시스템을 기본적으로 내장하고 있다. 본 절에서는 jamming_indicator의 수학적 도출 원리와 QGC 연동 과정을 분석한다.

0.1 재밍(Jamming)과 스푸핑(Spoofing)의 차이 및 감지 원리

수신기의 입장에서 이 두 가지 위협은 완전히 다른 양상으로 다가온다.

  • 재밍 (Jamming - Denial of Service): 엄청난 출력의 백색 잡음(White Noise) 파장을 위성 주파수 대역(L1/L2)에 들이부어 수신기의 귀를 멀게 만드는 먹통 공격이다.
  • 감지 원리: U-blox 칩셋 내부에 내장된 자동 이득 제어기(AGC, Automatic Gain Control)의 동작을 추적한다. 주변 잡음이 너무 커지면 AGC는 수신 감도를 억지로 끌어올리려 발버둥 치게 되며, PX4 펌웨어는 이 비정상적인 AGC 증폭률과 C/N0(신호대잡음비)의 동반 폭락 현상을 수치화하여 jamming_indicator 라는 0 ~ 255 사이의 지표로 뽑아낸다.
  • 스푸핑 (Spoofing - Deception): “넌 지금 북한에 있어!“라고 진짜 위성 신호보다 더 강하고 깨끗한 가짜 신호를 쏴서 기체를 엉뚱한 곳으로 납치하는 기만 공격이다.
  • 감지 원리: 스푸핑은 매우 정교하게 위조되지만, 물리적인 도플러 편이(Doppler Shift)와 기체의 관성 이동(IMU 가속도)마저 완벽히 속일 수는 없다. EKF2는 GPS가 보내는 위치/속도 데이터가 IMU의 적분 법칙을 정면으로 위배할 때(막대한 Innovation 발생), 이를 스푸핑 의심(Spoofing Suspected) 지표로 감지한다. 최신 칩셋은 신호의 도달 시간(Time-of-Arrival) 암호학적 검증까지 동원한다.

0.2 MAVLink GPS_RAW_INT 확장을 통한 지표 전달 메커니즘

PX4는 수신기 드라이버(예: u-blox.cpp)에서 스푸핑 및 재밍 진단 플래그(Flag)를 긁어모아 MAVLink의 확장 패킷을 통해 GCS로 끊임없이 쏘아 보낸다.

  • jamming_indicator 필드: 0은 완벽히 차폐된 깨끗한 전파 환경을, 255는 심각한 브로드캐스트 대역 재밍을 의미한다. 안전한 비행을 위해서는 이 값이 보통 50 미만을 유지해야 한다.
  • spoofing_status 필드: 0(Unknown), 1(No Spoofing), 2(Spoofing Indicated), 3(Multiple Spoofing)과 같은 상태 코드(State Code)로 전송된다. EKF2가 2번 이상의 코드를 내뱉는 순간, 필터는 해당 GPS 장치를 오버라이드(Override) 시스템에서 강제 퇴출시켜 버린다.

0.3 QGC 알림 시스템 연동과 조종사의 대응(Action)

QGroundControl은 백그라운드 프로세스를 통해 위 MAVLink 패킷들을 감시하다가, 임계치(Threshold)를 넘는 순간 조종사에게 치명적인 시각/청각적 알람을 때린다.

  1. 시각적 UI 경고: QGC 메인 화면 중앙에 붉은색 배너로 “GPS Jamming Detected!” 또는 “GPS Spoofing Suspected!” 라는 거대한 OSD(On-Screen Display) 경고가 나타난다. 동시에 상단 상태 바의 위성 아이콘이 빨간색으로 점멸한다.
  2. 자동화된 음성(TTS) 알림: 태블릿이나 PC의 오디오를 통해 즉각적인 음성 경고가 송출되어 조종사가 화면을 보지 않고 있더라도 즉시 조종기를 움켜쥘 수 있게 한다.
  3. 조종사의 회피 기동(Evasive Maneuver):
  • 알람이 울리는 즉시 기체는 이미 GPS의 절대 좌표 신뢰성을 잃은 상태이므로 자동 임무 비행(Mission)이나 복귀(RTL) 모드에 의존해서는 절대 안 된다.
  • 조종사는 지체 없이 모드를 고도 유지(Altitude Hold) 또는 수동(Manual/Stabilized) 모드로 스위칭(Switching)하여, GPS 센서의 제어 루프 개입을 물리적으로 차단(Cut-off)하고 VTX 영상이나 육안(LOS)에 의존하여 기체를 재밍 구역 밖으로 탈출시켜야 한다.

이처럼 QGC의 알림 연동 시스템은 단순한 경고창 뷰어(Viewer)가 아니다. 보이지 않는 전파 세계의 기만과 폭력을 조종사의 망막과 고막에 물리적으로 타격하여 기체 시스템 오버라이드를 촉구하는, FC-조종사 간의 최후의 사이버 생존(Cyber-Survival) 인터페이스다.