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GNSS新威胁需要全新测试方法应对
来源:思博伦通信卫星导航事业部   作者:文竹   添加时间:2019-04-18 21:38
本文将探讨当前和未来的各种GNSS新威胁,并阐述接收机开发商应如何在测试中与最新发展保持同步。
众所周知,GNSS威胁的演变趋势很难预测,对于GNSS接收机开发商而言,了解最新的威胁环境具有举足轻重的关键意义。
 
要想保护您的客户、终端用户以及业务,必须竭尽全力确保产品的强健性和弹性始终保持在最高水平。
 
本文将探讨当前和未来的各种GNSS新威胁,并阐述接收机开发商应如何在测试中与最新发展保持同步。
 
从无人机防御到军事演习:RF干扰的全新来源
 
无线电射频(RF)干扰可能不算是一种全新的威胁,但它对GNSS定位、导航和授时(PNT)接收机的影响却会与日俱增。
 
极具讽刺意味的是,新出现的RF干扰源之一便是用来保障关键基础设施安全的那些新技术。近期,Gatwick、Heathrow和Newark机场遭遇的无人机入侵事件直接促使相关机构在机场和其它关键基础设施附近安装反无人机系统。
 
除无人机遥测和无线控制链路外,这些系统还可能主动瞄准和干扰无人机的GNSS接收机。这就使附近依赖GNSS的系统更容易遭受意外干扰的影响,包括着陆系统和空中交通控制系统等,且很有可能干扰反无人机系统本应保护的那些服务。
 
另外一种日益猖獗的RF干扰源就是国家管控的干扰技术,包括干扰敌方活动(例如挪威北部定期发生的事件),或者军事演习中的关键组成部分,信号会被故意破坏,以测试国家安全体制在实战中的表现。
 
例如,2019年2月,美国联邦航空局警告称,GPS和ADS-B可能连续失效5天,涉及的范围包括佛罗里达、宾西法尼亚和路易斯安那等州,原因就是美国军队在佐治亚州外海开展的军事训练。
 
最后,越来越多不遵守规则的个人行为也开始使用干扰机(例如不希望被跟踪的卡车司机,或是希望消灭Uber竞争对手的出租车司机等),以及一些有组织的犯罪团伙。
 
如今,很多罪犯都发现具备GNSS能力的设备能够轻易地暴露自己的当前位置,或者证明他们曾经去过哪些地方,而GNSS干扰虽然看似简单粗暴,但却可以提供一种隐藏其行踪的有效方法。此外,依赖GNSS的基础设施正在不断普及,包括电子边界技术(例如约旦、肯尼亚、卢旺达和乌干达等国的边界),犯罪活动所用的干扰技术在使用范围和影响方面都只会成倍增加。

商业航空面临的重大影响
 
RF干扰中的这种上行趋势到底有多严重呢?已经有证据表明商业航空会受到严重的影响,越来越多的飞行员都在世界范围内遭遇此类问题。
 
2019年2月,一项由航空公司企业主与驾驶员协会开展的研究发现,接受调查的飞行员中有超过64%都曾担忧干扰对其使用的GPS和ADS-B造成影响。此外,Eurocontrol曾报告,仅在2018年,东地中海区域就发生了超过 800起GPS干扰事件,而我们对NASA航空安全报告数据库的研究也表明,自2013年以来,空乘机组报告的GPS干扰事件已超过250起。
 
GNSS欺骗甚嚣尘上
 
另外一种受到关注的关键威胁就是GNSS欺骗。过去,要想发动成功的欺骗攻击,往往需要巨大的资金投入和专家级的技术能力。但在今天,网上就可以找到欺骗攻击所需的配方式组件,还可以从很多网站上方便地下载编程所需的代码,因此攻击的成本也就大幅降低。
 
目前,很多犯罪行为都在积极主动地对自己的位置采取欺骗措施,包括RF层面和软件应用层面的欺骗。其目的包括以下方面:
用于海洋船只的自动化识别系统(AIS):掩盖走私、非法捕鱼或其它恶劣活动
后台系统:包括Uber在内,驾驶员通过位置欺骗来增加计费服务里程
增强现实游戏:盗取高价值账户并在黑市上出售
 
还有证据表明,有些国家的政府也可能在使用欺骗技术来阻止无人机飞越敏感地区,例如2017年在黑海发生的事件。此类反无人机欺骗与反无人机干扰技术一样,都不可避免地造成了一些预期外的后果。
 
威胁消减措施正在增多
 
随着RF干扰的增加和欺骗的泛滥,越来越多的用户都希望获得具备可靠的Multi-GNSS和多频率能力的接收机,可以处理更大范围的信号,抵御此类威胁的能力也就越强。
 
其它的威胁消减方法包括信号验证、专家级天线设计,以及内建的抗干扰和抗欺骗算法。对于某些用户,例如欧洲公共安全和紧急服务的用户而言,接收机开发商还必须提供Galileo加密公共规范服务(PRS)信号所提供的额外安全能力。

灵活且面向未来的模拟不可或缺
 
测试接收机的强健性(抗干扰能力)和弹性(从错误状态恢复过来的能力)都至关重要。开发商必然希望在类似实际使用场景的复杂环境中测试接收机的性能,只有在此类环境中,多种威胁才有可能同时出现。
 
好消息是,有了干扰探测器技术的不断发展,人们对各种RF干扰事件的理解也在不断加深,也在持续积累真实的干扰波形库,使开发人员可以在实验室中利用模拟设备重现这些干扰。
 
思博伦一直致力于帮助接收机开发商在实验室中重现自然和人为干扰场景,用到的是GSS7000和GSS9000多星座、多频率模拟器,以及GSS7725干扰生成器。思博伦还提供全面的威胁测试场景套件、实现更广泛、更快速测试覆盖能力的自动化解决方案,以及针对全新威胁的保护接收机的专家级建议。
 
思博伦承诺模拟器提供最新信号和ICD,与新出现的威胁源保持同步,确保客户获得灵活且面向未来的模拟平台,协助客户保护和加强接收机的设计。
 
如有任何使用最新威胁测试接收机的问题,敬请接洽。如希望进一步了解思博伦如何帮助保护接收机免受当前和未来各类GNSS威胁的侵害,或有任何测试方面的问题需要咨询,可随时联系我们。

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