Satelity GNSS zapewniają trzy kluczowe funkcje: pozycjonowanie, nawigację i sygnał czasu. Wojna na Ukrainie pokazała, jak bardzo sygnały te są podatne na zakłócenia.
Na czym polega zakłócanie sygnałów GNSS
Zagłuszanie może być krótkotrwałe lub uporczywe, niezamierzone lub celowe. To ostatnie jest oczywiście największym problemem. Celowe zagłuszanie może obejmować tanie nadajniki przyczepione do ciężarówek, zamontowane na dronach oraz specjalnie przeznaczony do tego sprzęt wojskowy. Polega to po prostu na nadawaniu silniejszego sygnału na tej samej częstotliwości co GPS. Ponieważ prawdziwe sygnały pochodzą z satelitów znajdujących się na wysokości ok. 20 tys. km nad powierzchnią Ziemi, są one bardzo słabe i mogą być łatwo zagłuszane przez znacznie bliższe transmisje naziemne.
Manipulowanie polega na podstawieniu złego sygnału w miejsce oryginalnego, który wprowadza odbiorniki GNSS w błąd, powodując nieprawidłowy odczyt pozycji lub czasu, a jego skutkiem jest np. dezorientacja i awaryjne lądowanie drona.
Liczba incydentów zakłócania sygnałów GNSS szybko się zwiększa, gdyż na rynku można za grosze kupić służące do tego nadajniki, bazujące na platformach sprzętowych SDR, oraz dostępne jest oprogramowanie typu open source do takich działań. Niestety, wiele osób nie zdaje sobie sprawy z ryzyka związanego z korzystaniem z tej technologii. Czasami te osoby nawet nie wiedzą, że używanie takich nadajników jest nielegalne, a więc samo bawienie się nimi w celu zagłuszenia własnego telefonu może wiązać się z poważnymi konsekwencjami dla otoczenia.
Co ciekawe, obecnie największa liczba użytkowników GNSS na świecie związana jest z pomiarem czasu. To zaskakujące, czego pewnie nikt by się nie spodziewał po systemie zbudowanym w celu nawigacyjnym, ale faktem jest, że to GNSS używa się do dostarczania dokładnego czasu i synchronizowania sieci komunikacyjnych, synchronizacji sektora finansowego i transakcji bankowych, balansowania sieci energetycznych itp. Co gorsza, anteny serwerów czasu znajdują się w stałej pozycji i zazwyczaj są widoczne, co ułatwia ich atakowanie za pomocą anten kierunkowych.
Jak można przeciwdziałać zakłóceniom sygnałów GNSS?
Z uwagi na krytyczną ważność sygnałów czasu GNSS wdraża się wiele metod wykrywania i przeciwdziałania zakłócaniu i manipulacji. Najpopularniejszą techniką jest filtrowanie, cyfrowe i analogowe, oraz wykorzystywanie wielu konstelacji jednocześnie. Nawigację satelitarną uzupełnia się bezwładnościową (inercyjną), bo im więcej sygnałów weźmie się pod uwagę, tym więcej błędów można wykryć i usunąć. Kolejny pomysł to uwierzytelnianie danych satelitarnych do identyfikacji fałszywych emisji, które zapewnia w standardzie Galileo. Takie możliwości daje też GPS w postaci protokołu Chimera. Dokonywane są próby łączenia odbiorników GNSS z Inmarsat, który pracuje na zbliżonej częstotliwości, jak również implementuje się algorytmy uczenia maszynowego w celu identyfikacji i klasyfikacji zjawisk wskazujących na atak.
Kolejne działanie to budowa systemów monitorowania sygnałów GNSS po to, aby wiedzieć, gdzie pojawiają się zakłócenia i ostrzegać przed nimi. Do tego wykorzystywane mogą być nadajniki ADS-B na samolotach cywilnych, które stają się ważnym źródłem informacji dotyczących czasu i skutków zakłóceń i pozwalają na tworzenie dostępnych online map.
Nie ma prostych możliwości przeciwdziałania takim praktykom, zwłaszcza gdy dotyczy to celowej emisji ze sprzętu wojskowego z zagranicy. Ale możemy bronić się, tworząc lepsze odbiorniki z funkcjami zabezpieczającymi i monitorującymi, budować wielosystemowe platformy, które poza konstelacją GNSS wykorzystywać będą inne systemy nawigacyjne, np. morskie lub radiolatarnie. Trzeba po prostu te praktyki uczynić nieskutecznymi.
Robert Magdziak
fot. ©EUSPA Image Gallery
