Tehnologia de înșelăciune a navigației cu drone

Înșelăciunea navigației care vizează dronele se referă, în general, la utilizarea anumitor mijloace tehnice pentru a injecta în dronele ilegale informații false de navigare a amenințărilor, determinând propriul sistem de navigație prin satelit al dronei să-și determine incorect poziția și, astfel, să facă planificarea incorectă a rutei și controlul zborului, realizând astfel scopul alungării dronei sau aterizării forțate într-o locație desemnată. Datorită faptului că dronele mainstream folosesc în prezentSistem global de navigație prin satelit(GNSS) ca principală sursă de informații de navigație, tehnologia de înșelăciune a navigației poate afecta aproape toate dronele, în special dronele civile, și are o aplicabilitate bună. În utilizare practică, echipamentul de ghidare de navigare a dronei de la sol emite, în general, pseudo-semnale de navigație care au o anumită asemănare cu semnalul GNSS real al dronei, forțând utilizatorii relevanți să primească și să calculeze astfel de pseudo-semnale de navigație la terminalul de recepție, făcând astfel drona să obțină false. informații despre poziție, viteză și timp în condiții ascunse și incapabile să le detecteze eficient. Trebuie subliniat că înșelăciunea navigației este diferită de interferența navigației. Interferența de suprimare a navigației utilizează, în general, bruiaj de mare putere pentru a transmite diferite tipuri de semnale de suprimare, făcând receptorul țintă incapabil să primească semnale de navigație normale, iar utilizatorii să nu poată obține rezultate de navigare, poziționare și sincronizare, ceea ce duce la indisponibilitatea sistemului de navigație. Datorită faptului că înșelăciunea de navigare adesea nu necesită o putere de transmisie prea mare, are o bună ascundere și poate ghida utilizatorii relevanți să navigheze într-o anumită măsură în mod greșit, acest lucru face, de asemenea, că înșelăciunea navigației are efecte bune de aplicare în practică.

În prezent, există două tehnologii principale de înșelăciune de navigație pentru drone:

1） Redirecționarea înșelăciunii

După cum sugerează și numele, înșelăciunea directă se referă la plasarea unui receptor GNSS în jurul țintei care trebuie înșelată, stocarea și transmiterea semnalului GNSS real către țintă pentru a obține efectul înșelăciunii. În general, din cauza apariției inevitabile a întârzierilor de sosire a semnalului în timpul recepției, stocării, procesării și redirecționării semnalului, interferența de redirecționare poate fi împărțită în înșelăciune de redirecționare directă și înșelăciune de redirecționare întârziată pe baza prezenței întârzierii umane în întârziere. Datorită faptului că bruiajul înșelăciunii înainte transmite direct semnalul real, înseamnă că atâta timp cât semnalul curent poate fi recepționat, înșelăciunea poate fi efectuată. Prin urmare, nu este nevoie să cunoașteți în prealabil structura pseudocodului semnalului, mai ales fără a înțelege detaliile specifice de implementare ale codului GPS M (Y). Prin urmare, semnalele GPS militare pot fi direct înșelate. Cu toate acestea, din cauza faptului că întârzierea semnalului de înșelăciune transmis către receptor este întotdeauna mai mare decât întârzierea sosirii semnalului real. Datorită incapacității de a schimba structura pseudocodului și numai valoarea de măsurare a pseudodistanței în timpul procesului de înșelăciune, flexibilitatea controlului interferenței simultane a înșelăciunii directe este relativ slabă, necesitând adesea strategii mai complexe de control a întârzierii înainte și având, de asemenea, anumite limitări asupra locația de implementare a dispozitivelor de redirecționare. Pentru receptoarele care au realizat deja o urmărire stabilă a semnalelor GPS, bruiajul înșelăciunii înainte este eficientă numai atunci când întârzierea dintre semnalul direct și semnalul direct la centrul de fază al antenei receptorului țintă este mai mică de un cip datorită fazei de pseudo-cod. ceasul rămas în urmă semnalului real. În plus, cercetările au arătat că, datorită faptului că receptoarele GPS primesc de obicei mai multe semnale de satelit (de obicei mai mari de 10 canale), este adesea necesar să primiți și să transmiteți mai multe semnale prin satelit în timpul înșelăciunii. Cu toate acestea, în practică, dacă pentru redirecționare se utilizează o singură stație și o metodă cu o singură antenă, este adesea imposibil să redirecționați simultan mai mult de patru canale (cu excepția celor patru canale) de semnale prin satelit, iar semnalele multiple trebuie redirecționate la o stație de redirecționare, Adesea, rezultând un volum mare de stații de redirecționare, semnalele de falsificare de redirecționare sunt de asemenea ușor detectate. Prin urmare, utilizarea forward spoofing-ului este adesea limitată în practică.

（2） Înșelăciune generativă

Principiul de bază al înșelăciunii generative este de a folosi dispozitive de înșelăciune pentru a calcula în timp real parametrii necesari, cum ar fi întârzierea de fază a codului, Doppler purtător, mesajul de navigație etc. ai semnalului GNSS pe care utilizatorul trebuie să-l primească la poziția predeterminată de utilizator așteptată. . Pe baza acestui fapt, un semnal GNSS fals este generat în acel punct și radiat către obiectul de înșelăciune prin antena de transmisie, mascând semnalul GNSS adevărat cu avantajul de putere al semnalului fals, Fă-l să urmărească și să capteze treptat faza de pseudo-cod specificată și purtător Doppler al semnalului de înșelăciune, astfel încât ținta care urmează să fie înșelată să poată obține valori incorecte de măsurare pseudo-gamă și apoi să calculeze informațiile de poziție incorecte, atingând în cele din urmă scopul înșelăciunii. Principiul de bază al acestei metode este prezentat în figura următoare:

Înșelăciunea generativă necesită o înțelegere completă a datelor și a structurii de frecvență a semnalelor GNSS, cum ar fi structurile de pseudocod, mesajele de navigație etc., ceea ce face dificilă implementarea înșelăciunii generative pe semnalele de cod P (Y). Datorită faptului că bruiajul generativ de înșelăciune folosește propriul dispozitiv pentru a genera semnale de înșelăciune și nu se bazează pe sistemul GNSS, partea înșelătorie poate determina liber mesajul de navigare și timpul de transmisie a semnalului, ceea ce permite semnalului de înșelăciune să ajungă la receptor fie întârziat. sau înaintea semnalului real. Deci interferența generativă poate înșela receptorul țintă prin diferite mijloace, cum ar fi modificarea valorilor de măsurare experimentală la sosire și manipularea efemeridelor/almanahurilor de satelit. În plus, deoarece semnalele GNSS sunt de fapt semnale cu spectru împrăștiat cu secvență directă care se repetă la o anumită perioadă de cod, cercetările au arătat că semnalele de înșelăciune generativă pot potrivi automat faza codului cu semnalul real în cea mai lungă perioadă de pseudo-cod (1 ms pentru semnalele GPS L1). ), și trageți bucla de urmărire a pseudocodului receptorului pentru a urmări semnalul de înșelăciune printr-o putere puțin mai mare decât semnalul real. În același timp, datorită caracterului de repetare ciclică a pseudo-codului în semnalul de înșelăciune, dacă înșelăciunea nu are succes în cadrul unui ciclu de pseudo-cod, semnalul de înșelăciune poate implementa automat tracțiune în următorul ciclu de pseudo-cod până la receptorul țintă. este ghidat cu succes. Odată ce semnalul de înșelăciune trage cu succes bucla de urmărire a pseudocodului receptorului țintă, partea care interferează poate controla rezultatele de sincronizare și poziționare ale receptorului țintă prin ajustarea fazei de pseudo-cod a semnalului de înșelăciune transmis, atingând astfel obiectivul de a înșela ținta. receptor. Prin urmare, această metodă nu are cerințe ridicate pentru starea curentă a receptorului. Poate înșela atât receptorul în starea de captură, cât și receptorul în starea de urmărire în stare de echilibru. Prin urmare, caracterul practic al înșelăciunii generative este adesea mai puternic.

Datorită aplicării profunde a sistemelor de navigație prin satelit în diverse aspecte ale vieții sociale și aplicațiilor militare, terminalele de recepție de navigație prin satelit care primesc semnale false și obțin rezultate incorecte de sincronizare și poziționare pot duce la consecințe catastrofale. Prin urmare, numărul de contramăsuri de dronă care utilizează tehnologia de înșelăciune a navigației este în continuă creștere. Pe 4 decembrie 2011, forțele de apărare aeriană iraniene au susținut că au folosit tehnologia înșelăciunii pentru a captura o aeronavă de recunoaștere fără pilot american „RQ-170” de-a lungul graniței de est a țării. Dacă acest raport este adevărat, va fi prima aplicare a tehnologiei de înșelăciune de navigație în contramăsurile vehiculelor aeriene fără pilot. Potrivit rapoartelor mass-media, ca țară majoră în tehnologia și echipamentele de război electronic, este foarte probabil ca Rusia să fi folosit pe scară largă tehnologia de înșelăciune care vizează GPS-ul în ultimii ani. Potrivit C4ADS, o organizație non-profit din Statele Unite, au existat aproape 10.000 de incidente diferite de înșelăciune GPS în Rusia în ultimii ani, mai ales când președintele rus Putin vizitează zone sensibile, în jurul lor vor apărea semnale GPS înșelătoare. În plus, organizația a raportat că la Moscova, în special lângă Kremlin, turiștii și-au găsit în mod repetat locația desemnată ca aeroport la 32 km distanță. Această abordare a Rusiei este considerată pe scară largă ca o măsură defensivă pentru a evita să fie atacată de armele ghidate GPS NATO. Analiza sugerează că armata rusă a reușit să contracareze în mod repetat atacurile grupate cu drone care vizează bazele sale militare din Siria, posibil datorită utilizării tehnologiei de înșelăciune GPS parțial.