GPS 대체 기술을 테스트하는 Osprey Mk.III 드론

[위종민]

GPS를 대체하거나 보조할 MagNav, Signals of Opportunity(라디오나 이동통신, 텔레비전 신호 등에서 위치를 추적), EO/IR 시각 내비게이션, 업그레이드된 INS 등 여러가지 항법 시스템들이 테스트되는데, 비싼 유인기 대신 싸구려 가벼운 UAV로 이런 기술들을 테스트하고 있네요. 

오스프리 MK-III가 2025년 8월 15일 플로리다 에글린 공군기지에서 이륙을 기다리고 있다. 이 무인 항공 시스템은 제3자 개발자의 대체 내비게이션 소프트웨어가 연결된 상태로 첫 비행 시험을 수행했다. (미 공군 사진: 사무엘 킹 주니어) 사진 확대

이 작은 드론이 공군 승무원들의 GPS 없는 항법을 돕는 방법

2025년 8월 28일 | 작성자: 데이비드 로자

오스프리 MK-III는 겉보기에 대단해 보이지 않는다. 이 주황색 드론은 무게가 50파운드에 불과하고, 길이는 7피트이며, 목격자에 따르면 엔진 소리는 항공기 엔진보다는 잡초 제거기(위드 해커)에 더 가깝다.

하지만 최근 보도자료에서 “밝은 주황색 다트”라고 묘사된 이 드론은, 앞으로 적들이 GPS 신호를 방해하거나 속이는 미래의 전쟁 상황에서 군 승무원들이 길을 잃지 않도록 돕는 역할을 할 수 있다.

GPS는 지상에서 1만 마일 이상 떨어진 궤도를 도는 위성 네트워크에 의존한다. 하지만 관계자들은 이 네트워크가 신호 교란, 사이버 공격, 혹은 심지어 대위성 무기(ASAT)에 의해 방해될 수 있다고 우려한다. 실제로 동유럽에서는 러시아군이 우크라이나와 발트해 지역에서 GPS와 다른 위성 기반 내비게이션 시스템을 방해하고 있으며, 호르무즈 해협에서는 선박들이 GPS 교란 때문에 주간에만 통항을 기다리는 사례가 발생하고 있다.

미국은 교란이나 속임수가 훨씬 어려운 신호를 송출하는 새로운 GPS 위성을 발사하고 있다. 그러나 또 다른 보호층으로, 군은 위성 신호에 의존하지 않는 내비게이션 시스템도 개발 중이다.

2023년, 미 공군 C-17 수송기는 ‘자기 내비게이션(MagNav)’ 시스템을 시험했다. 미니 냉장고 크기의 이 장치는 지각의 이상 현상으로 발생하는 지구 자기장의 변화를 추적해 행성의 자기 지도를 형성한다. 문제는 대부분의 항공기에 있는 조명, 송신기, 컴퓨터 등 각종 장치가 만들어내는 전자기 소음 속에서 신호를 걸러내는 것이다.

여기서 인공지능이 등장한다. MagNav의 핵심은 소음을 정리해내는 알고리즘 개발이다. 2024년에는 사우스캐롤라이나 찰스턴 합동기지에 배치된 C-17 승무원이 비행 중 MagNav를 주된 내비게이션 방식으로 활용하며 새로운 사례를 만들었다.

그러나 MagNav만이 해법은 아니다. 또 다른 방식은 ‘기회 신호(Signals of Opportunity)’라 불리며, 이는 내비게이션을 위해 만들어지지 않은 라디오, 이동통신, 텔레비전 등의 신호로부터 위치 정보를 얻는 것이다. 세 번째는 광학 센서와 위성 영상을 사용해 위치를 추적하는 시각 내비게이션이며, 네 번째는 대부분의 항공기에 이미 장착된 관성 항법 시스템을 업그레이드하는 방식이다.

MagNav 프로젝트에 참여한 C-17 조종사 카일 맥앨핀 소령은 2023년 에어 앤드 스페이스 포스 매거진과의 인터뷰에서, “목표는 병력이 여러 시스템을 중복적으로 사용할 수 있도록 하는 것”이라고 말했다. 그러나 이런 시스템은 반드시 시험되어야 하며, C-17 같은 연료 소모가 큰 대형 항공기를 항상 사용하는 것은 비효율적이다.

여기서 오스프리 MK-III가 등장한다. 이 소형 드론은 2023년 플로리다 에글린 공군기지에서 자율 시험 비행을 실시했으며, 이는 자율성, 데이터, 인공지능 실험 검증장(Autonomy, Data, and AI Experimentation Proving Ground)의 일환으로 진행됐다. 해당 프로그램은 유인 전투기와 무인기의 협동, 자율 드론의 공중 투하, 비행 중 항공기에 직접 앱을 설치하는 것, 그리고 새로운 내비게이션 소프트웨어 등을 실제 운용에 적용하기 위한 실험을 목표로 한다.

경량인 오스프리는 소규모 기업이나 스타트업이 대형 플랫폼 대비 훨씬 적은 비용으로 이런 도구들을 시험할 수 있게 해준다.

“이런 형태의 플라이오프(Fly-Off)는 소규모 기업들이 블랙박스 시험 환경에서 대체 내비게이션 시스템을 검증할 수 있는 기회를 제공합니다.”라고 산업과 협력해 신기술을 개발하는 AFWERX Prime 부서장 조너선 길버트 중령은 8월 27일 보도자료에서 밝혔다. “이 접근 방식은 시스템 전반에 걸쳐 실험적 방법론을 적용할 수 있게 해주며, 각 시스템의 성능을 진정으로 측정할 수 있도록 합니다.”

보도자료는 오스프리가 8월 15일 비행에서 시험한 내부 내비게이션 소프트웨어의 종류를 구체적으로 밝히지 않았으나, 이 항공기가 처음으로 제3자 개발자의 소프트웨어 패키지를 탑재해 비행했다는 점을 언급했다. 성명에 따르면 오스프리의 이륙은 조종기가 지시했지만, 이륙 후에는 자율적으로 전환되어 대체 내비게이션 소프트웨어를 기반으로 위치와 비행 지도를 따랐다.

“자율성 검증장은 소규모 기업들이 자체 자금으로 시험을 진행할 필요 없이 조달 경쟁에 참여할 기회를 제공하고 있습니다.”라고 이번 시험을 주도한 413 비행시험비행대의 앤서니 힉스는 보도자료에서 말했다.

타렉 토마스(무인 항공 연구팀)와 존 스토트(413 비행시험비행대)는 2025년 8월 15일 플로리다 에글린 공군기지에서 오스프리 MK-III의 날개를 장착하고 있다. (미 공군 사진: 사무엘 킹 주니어)

https://www.airandspaceforces.com/air-force-drone-navigation-without-gps/

How This Tiny Drone Could Help Aircrews Navigate Without GPS

The Osprey MK-III waits to take off Aug. 15, 2025 at Eglin Air Force Base, Florida. The unmanned aerial system made its first flight test with a third-party developer’s alternative navigation software connected. (U.S. Air Force photo by Samuel King Jr.)

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How This Tiny Drone Could Help Aircrews Navigate Without GPS

Aug. 28, 2025 | By David Roza

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The Osprey MK III doesn’t look like much. The orange drone weighs 50 pounds, is just seven feet long, and its powerplant sounds more like a weed whacker than an aircraft engine, according to an eyewitness. 

But the “bright orange dart,” as a recent press release described it, could help keep military aircrews from getting lost in future conflicts, where adversaries may try to jam or spoof the GPS signals that troops rely on for navigation.

GPS relies on a network of satellites orbiting more than 10,000 miles overhead. But officials worry that network can be disrupted by signal jamming, cyberattacks, or even kinetic anti-satellite weapons. That’s already happening in Eastern Europe, where Russian forces jam GPS and other satellite-based navigation systems in Ukraine and around the Baltic Sea, and in the Strait of Hormuz, where vessels wait to transit during the daytime due to GPS jamming.

The U.S. is launching new GPS satellites which transmit signals that are much more difficult to jam or spoof. But for another layer of protection, the military is also pursuing navigation systems that don’t rely on satellite signals.

In 2023, an Air Force C-17 tested a Magnetic Navigation (MagNav) system, a mini fridge-sized device that tracks variations in the Earth’s magnetic field caused by anomalies in the Earth’s crust, which form a magnetic map of the planet. The trick is sorting out the electromagnetic signal through the noise of lights, transmitters, computers and other devices found on most aircraft.

That’s where artificial intelligence comes in: a key part of MagNav is developing algorithms to sort through the noise. In 2024, a C-17 crew assigned to Joint Base Charleston, S.C. broke ground by using MagNav as the primary method of navigation in flight. 

But MagNav is not the only solution. Another is called signals of opportunity: gleaning navigation data from radio, cellular, television, and other signals not intended for navigation. A third is visual navigation, using optical sensors and satellite imagery to closely track position, while a fourth is upgrading the inertial navigation system already found on most aircraft.

The goal would be for troops to have access to multiple systems for redunancy, Maj. Kyle McAlpin, a C-17 pilot involved with the MagNav project, told Air & Space Forces Magazine in 2023. But those systems must be tested, and sometimes a gas-guzzling beast such as the C-17 is overkill.

The Osprey MK-III waits to take off Aug. 15, 2025 at Eglin Air Force Base, Florida. The unmanned aerial system made its first flight test with a third-party developer’s alternative navigation software connected. (U.S. Air Force photo by Samuel King Jr.)

Enter the Osprey Mk III. The tiny drone made its first autonomous test flight at Eglin Air Force Base, Fla., in 2023 as part of the Autonomy, Data, and AI Experimentation Proving Ground, aimed at testing out autonomy and AI tools for real-world operations. Those tools include teaming up manned combat aircraft with unmanned drones, airdropping autonomous drones, installing apps directly onto aircraft while in-flight, and new navigation software.

The lightweight Osprey lets smaller businesses and startups test out these tools at a fraction of the cost of larger platforms. 

“This type of Fly-Off provides small businesses the opportunity to vet their alternative navigation systems in a black-box test environment,” Lt. Col. Jonathan Gilbert, division chief of AFWERX Prime, which works with industry to develop new technologies, said in an Aug. 27 press release. “It enables an experimental approach that is replicable across systems, truly allowing us to measure each system’s performance.”

The press release did not specify what kind of internal navigation software the Osprey tested during an Aug. 15 flight, but it marked the first time the aircraft flew with a third-party developer’s software package. The release said a human directed the Osprey’s takeoff via a controller, but once airborne it became autonomous and relied on the alternative navigation software for location and flight guidance.

“The Autonomy Proving Ground is giving small businesses the opportunity to compete in acquisition without requiring them to fund any of their own testing,” Anthony Hix, who works with the 413th Flight Test Squadron and was lead for the test, said in the press release.

Tarek Thomas, Unmanned Aerial Research and John Stott, 413th Flight Test Squadron, slide the wings onto an Osprey MK-III Aug. 15, 2025, at Eglin Air Force Base, Florida. (U.S. Air Force photo by Samuel King Jr.)

[백선호]

MagNav는 잠수함이 내는 자기장의 변화를 잡아내려는 초계기의 MAD와 마찬가지로 자기장을 측정하되 쓰임새가 다르군요.

[위종민]

자기장 변화가 항시 일정한 건 아니고(이러면 나침반이랑 똑같은 거고.) 크든 작든 바뀌는 자기장 변화를 추적하는 걸 텐데 이런 자기장 이상이 항법이랑 무슨 관계가 있는지부터 궁금해지네요. 지피티 선생님한테 물어봐야겠습니다 ㅋㅋ