Drone Navigation Deception Technology

Navigačný podvod zameraný na drony vo všeobecnosti znamená použitie určitých technických prostriedkov na vloženie umelo nastavených falošných navigačných informácií o hrozbách do nelegálnych dronov, čo spôsobí, že vlastný satelitný navigačný systém dronu nesprávne určí svoju polohu, a tak urobí nesprávne plánovanie trasy a riadenie letu, čím sa dosiahne účel odohnania dronu alebo núteného pristátia na určenom mieste. Vzhľadom na to, že mainstreamové drony v súčasnosti využívajú tzvGlobálny satelitný navigačný systém(GNSS) ako ich hlavný zdroj navigačných informácií môže technológia klamania navigácie ovplyvniť takmer všetky drony, najmä civilné drony, a má dobrú použiteľnosť. Pri praktickom použití pozemné navigačné navádzacie zariadenie dronov vo všeobecnosti vysiela pseudonavigačné signály, ktoré majú určitú podobnosť so skutočným signálom GNSS z dronu, čo núti príslušných používateľov prijímať a počítať takéto pseudonavigačné signály na prijímacom termináli, čím dron získava falošné signály. informácie o polohe, rýchlosti a čase za skrytých podmienok a nie je možné ich efektívne zistiť. Malo by sa zdôrazniť, že klamanie pri navigácii sa líši od rušenia navigácie. Rušenie potlačenia navigácie vo všeobecnosti používa vysokovýkonné rušičky na prenos rôznych typov signálov potlačenia, vďaka čomu nie je cieľový prijímač schopný prijímať normálne navigačné signály a používatelia nemôžu získať výsledky navigácie, polohy a časovania, čo vedie k nedostupnosti navigačného systému. Vzhľadom na to, že klamanie navigácie často nevyžaduje príliš silný vysielací výkon, má dobré utajenie a môže do určitej miery viesť relevantných používateľov k tomu, aby navigovali nesprávnym spôsobom, má to tiež dobré aplikačné účinky v praxi.

V súčasnosti existujú pre drony dve hlavné technológie klamania navigácie:

1) Preposielací podvod

Ako už názov napovedá, dopredné klamanie sa vzťahuje na umiestnenie GNSS prijímača okolo cieľa, ktorý má byť oklamaný, ukladanie a preposielanie skutočného GNSS signálu do cieľa, aby sa dosiahol efekt klamania. Vo všeobecnosti, kvôli nevyhnutnému výskytu oneskorení pri príchode signálu počas príjmu signálu, ukladania, spracovania a preposielania, možno rušenie preposielania rozdeliť na klamanie s priamym preposielaním a klamanie s oneskoreným preposielaním na základe prítomnosti ľudského oneskorenia v oneskorení. Vzhľadom na skutočnosť, že rušenie dopredného klamania priamo preposiela skutočný signál, znamená to, že pokiaľ je možné prijímať aktuálny signál, je možné vykonávať klamanie. Preto nie je potrebné poznať štruktúru pseudokódu signálu vopred, najmä bez pochopenia konkrétnych detailov implementácie kódu GPS M (Y). Preto môžu byť vojenské signály GPS priamo oklamané. Avšak kvôli skutočnosti, že oneskorenie preposlaného klamavého signálu, ktorý dosiahne prijímač, je vždy väčšie ako oneskorenie skutočného prichádzajúceho signálu. V dôsledku nemožnosti zmeniť štruktúru pseudokódu a iba hodnotu merania pseudovzdialenosti počas procesu klamania je flexibilita riadenia simultánneho rušenia klamania vpred relatívne nízka, čo si často vyžaduje komplexnejšie stratégie riadenia oneskorenia vpred a má tiež určité obmedzenia týkajúce sa miesto nasadenia zasielacích zariadení. Pre prijímače, ktoré už dosiahli stabilné sledovanie signálov GPS, je dopredné rušenie klamania účinné len vtedy, keď je oneskorenie medzi dopredným signálom a priamym signálom vo fázovom strede antény cieľového prijímača menšie ako jeden čip v dôsledku fázy pseudokódu. hodiny zaostávajú za skutočným signálom. Okrem toho výskum ukázal, že vzhľadom na skutočnosť, že prijímače GPS zvyčajne prijímajú viac satelitných signálov (zvyčajne viac ako 10 kanálov), je často potrebné prijímať a posielať viac satelitných signálov počas klamania. V praxi však platí, že ak sa na presmerovanie používa jedna stanica a metóda jednej antény, často nie je možné súčasne prenášať viac ako štyri kanály (okrem štyroch kanálov) satelitných signálov a na jednej presmerovacej stanici je potrebné presmerovať viacero signálov, Často to vedie k veľkému množstvu preposielacích staníc. Signály preposielajúcich spoofingov sú tiež ľahko detekované. Preto je použitie dopredného spoofingu v praxi často obmedzené.

(2) Generatívny podvod

Základným princípom generatívneho klamania je použitie klamných zariadení na výpočet potrebných parametrov v reálnom čase, ako je oneskorenie fázy kódu, nosná dopplerovská frekvencia, navigačná správa atď. signálu GNSS, ktorý používateľ potrebuje prijať na vopred určenej očakávanej pozícii používateľa. . Na základe toho sa v tomto bode vygeneruje falošný signál GNSS a vyžaruje sa na klamný objekt cez vysielaciu anténu, čím sa skutočný signál GNSS maskuje energetickou výhodou falošného signálu, postupne sleduje a zachytáva špecifikovanú fázu pseudokódu a nosného Dopplera klamavého signálu, takže cieľ, ktorý má byť oklamaný, môže získať nesprávne hodnoty merania pseudo vzdialenosti a potom vypočítať nesprávne informácie o polohe, čím sa v konečnom dôsledku dosiahne účel klamania. Základný princíp tejto metódy je znázornený na nasledujúcom obrázku:

Generatívne klamanie vyžaduje úplné pochopenie dátovej a frekvenčnej štruktúry signálov GNSS, ako sú pseudokódové štruktúry, navigačné správy atď., čo sťažuje implementáciu generatívneho klamania na P (Y) kódových signáloch. Vzhľadom na skutočnosť, že generatívne rušenie klamania využíva svoje vlastné zariadenie na generovanie klamných signálov a nespolieha sa na systém GNSS, strana klamania môže voľne určiť navigačnú správu a čas prenosu signálu, čo umožňuje, aby sa klamavý signál dostal k prijímaču buď s oneskorením. alebo pred skutočným signálom. Takže generatívne rušenie môže oklamať cieľový prijímač rôznymi spôsobmi, ako je zmena experimentálnych nameraných hodnôt a manipulácia so satelitnými efemerídami/almanachmi. Okrem toho, keďže signály GNSS sú v skutočnosti priame sekvenčné signály s rozprestretým spektrom, ktoré sa opakujú v určitej kódovej perióde, výskum ukázal, že generatívne klamné signály môžu automaticky zladiť fázu kódu so skutočným signálom v rámci najdlhšej periódy pseudokódu (1 ms pre signály GPS L1 ) a potiahnite sledovaciu slučku pseudokódu prijímača, aby ste sledovali klamný signál s mierne vyšším výkonom ako skutočný signál. Súčasne, v dôsledku cyklickej opakujúcej sa charakteristiky pseudokódu v klamacom signáli, ak klamanie nie je úspešné v rámci jedného cyklu pseudokódu, signál klamania môže tiež automaticky implementovať trakciu v nasledujúcom cykle pseudokódu, kým cieľový prijímač je úspešne vedený. Akonáhle klamný signál úspešne stiahne sledovaciu slučku pseudokódu cieľového prijímača, rušiaca strana môže kontrolovať výsledky časovania a polohy cieľového prijímača úpravou fázy pseudokódu vysielaného klamavého signálu, čím sa dosiahne cieľ oklamať cieľ. prijímač. Preto táto metóda nemá vysoké požiadavky na aktuálny stav prijímača. Môže oklamať prijímač v stave zachytenia aj prijímač v ustálenom stave sledovania. Preto je praktickosť generatívneho podvodu často silnejšia.

Vzhľadom na hlbokú aplikáciu satelitných navigačných systémov v rôznych aspektoch spoločenského života a vo vojenských aplikáciách, satelitná navigácia prijímajúca terminály prijímajúce falošné signály a získavanie nesprávnych výsledkov načasovania a určovania polohy môže viesť ku katastrofálnym následkom. Preto sa počet protiopatrení dronov pomocou technológie navigačného klamania neustále zvyšuje. 4. decembra 2011 iránske jednotky protivzdušnej obrany tvrdili, že použili technológiu podvodu na zajatie amerického bezpilotného prieskumného lietadla „RQ-170“ pozdĺž východnej hranice krajiny. Ak je táto správa pravdivá, bude to prvá aplikácia technológie klamania navigácie v protiopatreniach bezpilotných lietadiel. Podľa správ médií, Rusko ako významná krajina v oblasti technológií a vybavenia elektronického boja s vysokou pravdepodobnosťou v posledných rokoch vo veľkej miere využívalo technológiu podvodov zameranú na GPS. Podľa C4ADS, neziskovej organizácie v Spojených štátoch amerických, sa v Rusku v posledných rokoch vyskytlo takmer 10 000 rôznych prípadov klamania GPS, najmä keď ruský prezident Putin navštívi citlivé oblasti, okolo nich sa objavia klamlivé signály GPS. Okrem toho organizácia uviedla, že v Moskve, najmä v blízkosti Kremľa, turisti opakovane našli svoje miesto označené ako letisko vzdialené 32 km. Tento prístup Ruska je všeobecne považovaný za obranné opatrenie, aby sa zabránilo napadnutiu zbraňami NATO navádzanými GPS. Analýza naznačuje, že ruská armáda bola schopná opakovane zmariť útoky zhlukov dronov zamerané na jej vojenské základne v Sýrii, pravdepodobne vďaka použitiu technológie čiastočného klamania GPS.