Виявлення навмисного втручання в сигнали глобальної навігаційної супутникової системи

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347024100066

Ключові слова:

spoofing premeditated interference, відношення сигнал-шум, signal-to-noise ratio, pseudorange differences, навмисне втручання, радіочастотні перешкоди

Анотація

Експериментально досліджено навмисне втручання в сигнали GNSS радіочастотної перешкоди типу meaconing, що ретранслюється. На експериментальному стенді прийнято, і виконана обробка сигналів GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou у чотирьох частотних діапазонах. Радіочастотна перешкода RFI (radio frequency interference) ретранслюється з окремої антени і через мікрохвильовий суматор надходить на вхід приймача. Потужність перешкоди регулюється мікрохвильовими підсилювачем та атенюатором. Штатні сигнали супутників також через мікрохвильовий суматор надходять на вхід приймача. Показано, що така процедура еквівалентна надходженню до приймача штатних сигналів і радіочастотної перешкоди через одну антену. Результати вимірювань показали, що в системі GNSS, яка містить GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, що працють у всіх частотних діапазонах, при плавному входженні в зону дії RFI типу меаconing ознаками навмисного втручання в штатні сигнали супутників можуть бути стрибкоподібні зміни позиції, відношення сигналу до шуму, середньоквадратичного відхилення фазової та кодової псевдодальностей, різниці між фазовою та кодовою псевдодальностями.

Посилання

  1. D. A. Sanou, R. J. Landry, “Analysis of GNSS interference impact on society and evaluation of spectrum protection strategies,” Positioning, vol. 04, no. 02, pp. 169–182, 2013, doi: https://doi.org/10.4236/pos.2013.42017.
  2. EUSPA, “EUSPA EO and GNSS market report,” no. 2, 2024, doi: https://doi.org/10.2878/73092.
  3. ICAO, “Annex 10 to the Convention on International Civil Aviation,” Aeronautical Telecommunications, 2023. https://applications.icao.int/postalhistory/annex_10_aeronautical_telecommunications.htm.
  4. EASA Safety Intelligence & Performance Department, “2022-02R3 : Global Navigation Satellite System Outage and Alterations Leading to Communication / Navigation / Surveillance Degradation EASA_SIB_2022-02R3_1,” EASA website, 2024. https://ad.easa.europa.eu/ad/2022-02R3.
  5. L. Crosara, F. Ardizzon, S. Tomasin, N. Laurenti, “Worst-case spoofing attack and robust countermeasure in satellite navigation systems,” IEEE Trans. Inf. Forensics Secur., vol. 19, pp. 2039–2050, 2024, doi: https://doi.org/10.1109/TIFS.2023.3340061.
  6. Y.-S. Lee, J. S. Yeom, B. C. Jung, “A novel array antenna-based GNSS spoofing detection and mitigation technique,” in 2023 IEEE 20th Consumer Communications & Networking Conference (CCNC), 2023, pp. 489–492, doi: https://doi.org/10.1109/CCNC51644.2023.10060423.
  7. J. Magiera, “A multi-antenna scheme for early detection and mitigation of intermediate GNSS spoofing,” Sensors, vol. 19, no. 10, p. 2411, 2019, doi: https://doi.org/10.3390/s19102411.
  8. В. В. Конін, Ю. А. Авер’янова, О. М. Іщенко, “Застосування антенної решітки для підтримання роботи приймачів ГНСС в умовах дії завадових сигналів,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 66, no. 6, pp. 351–361, 2024, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347023100023.
  9. B. Figuet, M. Waltert, M. Felux, X. Olive, “GNSS jamming and its effect on air traffic in Eastern Europe,” in The 10th OpenSky Symposium, 2022, p. 12, doi: https://doi.org/10.3390/engproc2022028012.
  10. S. Pleninger, T. Topkova, J. Steiner, “GNSS interference detection: Methodology utilising ADS-B NACp indicator and GPS almanac data,” Aeronaut. J., vol. 129, no. 1331, pp. 206–223, 2025, doi: https://doi.org/10.1017/aer.2024.67.
  11. Z. Liu, S. Lo, T. Walter, “GNSS interference detection using machine learning algorithms on ADS-B data,” in Proceedings of the 34th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GNSS+2021), 2021, pp. 4305–4315, doi: https://doi.org/10.33012/2021.18111.
  12. M. Liao, X. Lyu, Z. Meng, Z. You, “GNSS spoofing detection for single antenna receivers via CNR variation monitoring,” J. Syst. Eng. Electron., vol. 35, no. 5, pp. 1276–1286, 2024, doi: https://doi.org/10.23919/JSEE.2024.000049.
  13. V. Ivanov, M. Scaramuzza, R. C. Wilson, “Deep temporal semi-supervised one-class classification for GNSS radio frequency interference detection,” J. Navig., vol. 77, no. 1, pp. 59–81, 2024, doi: https://doi.org/10.1017/S0373463324000134.
  14. S. Chen, S. Ni, T. Lei, L. Cheng, X. Song, “GNSS spoofing detection via the intersection angle between two directions of arrival in a single rotating antenna,” Sensors, vol. 24, no. 4, p. 1116, 2024, doi: https://doi.org/10.3390/s24041116.
  15. X. Shang, F. Sun, L. Zhang, J. Cui, Y. Zhang, “Detection and mitigation of GNSS spoofing via the pseudorange difference between epochs in a multicorrelator receiver,” GPS Solut., vol. 26, no. 2, p. 37, 2022, doi: https://doi.org/10.1007/s10291-022-01224-4.
  16. F. Chu, H. Li, J. Wen, M. Lu, “Statistical model and performance evaluation of a GNSS spoofing detection method based on the consistency of Doppler and pseudorange positioning results,” J. Navig., vol. 72, no. 2, pp. 447–466, 2019, doi: https://doi.org/10.1017/S0373463318000747.
  17. S. Lo, F. Rothmaier, D. Miralles, D. Akos, T. Walter, “Developing a practical GNSS spoofing detection thresholds for receiver power monitoring,” in Proceedings of the 34th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GNSS+2021), 2021, pp. 803–815, doi: https://doi.org/10.33012/2021.17931.
  18. M. Blois, J. Studenny, K. O’Keefe, B. Liu, “Baseline spoofing detection for aircraft with standard navigation hardware,” in Proceedings of the 36th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GNSS+2023), 2023, pp. 824–835, doi: https://doi.org/10.33012/2023.19413.
  19. M. Motallebighomi, H. Sathaye, M. Singh, A. Ranganathan, “Cryptography is not enough: Relay attacks on authenticated GNSS signals,” 2022, uri: http://arxiv.org/abs/2204.11641.
  20. V. Konin, T. Maliutenko, D. Duchet, N. Caccioppoli, “Research of the influence of retransmission radio interference on SBAS characteristics,” in Advances in Civil Aviation Systems Development. ACASD 2025. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 1418, 2025, pp. 107–121, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-031-91992-3_8.
  21. V. Konin, O. Pogurelskiy, I. Prykhodko, T. Maliutenko, A. Zhalilo, A. Yakovchenko, “Revealing the criteria for detecting the spoofing and premediated interference of GNSS signals using the experimental simulation model,” in Proceedings of the 2nd International Workshop on Advances in Civil Aviation Systems Development (ACASD 2024), 2024, pp. 101–113, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-031-60196-5_9.
Блок-схема проведення експериментальних досліджень

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-01-25

Як цитувати

Конін, В. В., Кондратюк, В. М., Куценко, О. В., & Малютенко, Т. Л. (2025). Виявлення навмисного втручання в сигнали глобальної навігаційної супутникової системи. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 68(1), 56–68. https://doi.org/10.20535/S0021347024100066

Номер

Том 68 № 1 (2025)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.