Jak się zagłusza sygnał GPS? Incydenty nad Polską nie są skomplikowane

Od końca ubiegłego roku Polska i kraje bałtyckie mają do czynienia z zagłuszaniem sygnału GPS - tzw. GPS jammingiem. Choć wielu ekspertów uważa, że incydenty wywoływane są przez wojska rosyjskie, to ich skutki dotykają także cywilów. I nie chodzi tu jedynie o incydenty w polskim eterze, bo zakłócenie sygnału GPS niedawno zdarzyło się także nad Atlantykiem.

Jednocześnie warto pamiętać, że technologia umożliwiająca zakłócanie sygnału GPS nie jest jakkolwiek nowa. Od 2010 r. co jakiś czas na półwyspie koreańskim dochodzi do incydentów zakłócania sygnału GPS - przede wszystkim na trenie Korei Południowej, a o sprawstwo oskarżana jest Korea Północna. Z kolei na ulicach Londynu częstym widokiem byli taksówkarze, którzy zakłócali sygnał GPS, by unikać śledzenia ze strony pracodawców, co potwierdza, że zakłócanie sygnału GPS nie jest zarezerwowane wyłącznie dla wojska. Ale jak właściwie się go dokonuje?

GPS, skrót od Global Positioning System, to system oparty na sieci sztucznych satelitów, dzięki której dowolne urządzenie - odbiornik wyposażony w moduł GPS, może przekazać ci informacje o tym, gdzie właśnie się znajdujesz. GPS do działania wykorzystuje zbiór satelitów w kosmosie, które wzajemnie wysyłają do siebie i odbierają sygnały.

Odbiornik GPS, taki jak ten w smartfonie, smartwatchu lub nawigacji samochodowej, odbiera sygnały wysyłane przez satelity GPS. Gdy odbiornik wychwyci sygnały z co najmniej czterech różnych satelitów, może określić dokładną lokalizację użytkownika. Z perspektywy przeciętnej osoby przypomina to zabawę w łączenie kropek na niebie, ale zamiast rysować obrazek, system zwraca użytkownikowi informacje o jego pozycji na powierzchni Ziemi.

Satelity wchodzące w skład systemu GPS posiadają niezwykle dokładne, zsynchronizowane ze sobą zegary atomowe. A to ze względu na fakt, że synchronizacja sygnałów jest niezbędna dla odbiorników GPS, by obliczyć, jak daleko znajduje się każdy z czterech satelitów - system dokonuje obliczeń na podstawie czasu, jaki potrzebny był, by przesłać sygnał pomiędzy satelitami. Sygnały przesyłane i odbierane z prędkością światła pozwalają precyzyjnie określić odległość odbiornika na Ziemi od satelitów w trzech wymiarach: szerokości geograficznej, długości geograficznej i wysokości.

Zakłócanie sygnału GPS to sytuacja, w której dane urządzenie transmituje sygnał o wiele wyższej częstotliwości, dosłownie czyniąc go bezużytecznym. Można to porównać do sytuacji, w której rozmawiasz z kimś w drugim pokoju - mówiąc wystarczająco głośno, usłyszycie się nawzajem. Ale jeżeli sąsiad zacznie nad wami wiercić, pies szczekać i czajnik gwizdać, to komunikacja pomiędzy wami zostanie przerwana.

W przypadku odbiorników sygnału GPS, niezależnie od tego, czy mówimy o smartfonie, smartwatchu, komputerze samochodowym, czy samolocie, odbierają one sygnały z wielu satelitów GPS i wykorzystują je do określenia swojej pozycji na Ziemi. Ale jeśli jakieś urządzenie zacznie transmitować "mocniejsze" sygnały na tych samych częstotliwościach, urządzenie zasadniczo nie będzie w stanie "usłyszeć" prawidłowych sygnałów. A więc nie będzie w stanie określić położenia na Ziemi.

W przypadku wielkoskalowych zakłóceń - takie jak mają miejsce za naszą wschodnią granicą, używane będą zapewne duże zagłuszacze (ang. jammer), takie jak Shoghi SCL-APSNT. Jednak jest to przykład urządzenia produkowanego komercyjnie i niewykluczone, że rosyjskie wojsko (lub inna organizacja militarna, lub paramilitarna, niekoniecznie rosyjska, również zaangażowane w zakłócanie sygnału) używa urządzenia własnej konstrukcji.

Na mniejszą skalę, taką jak wcześniej wspominany przykład taksówkarzy, używane są niewielkie anteny, które z powodzeniem można wpiąć do gniazdka samochodowego i zagłuszyć sygnał GPS w promieniu 10 metrów.

GPS spoofing to powiązane z zagłuszaniem sygnału GPS zjawisko, które może być potencjalnie równie niebezpieczne, co zagłuszanie. Ze spoofingiem sygnału GPS mamy do czynienia, gdy pewne urządzenie transmituje fale radiowe o tej samej częstotliwości co nadajniki sygnału GPS, wprowadzając w błąd odbiornik - docelowe urządzenie na ziemi.

Używając analogii rozmowy dwóch osób pomiędzy pokojami, GPS spoofing to sytuacja, w której do rozmowy włącza się trzecia osoba i przekrzykuje twojego rozmówcę, przez co, zamiast słuchać rozmówcy, słuchasz trzeciej osoby.

GPS spoofing również stanowi zagrożenie, przede wszystkim dla lotnictwa, gdzie udany spoofing może sprawić, że samolot np. powróci na lotnisko startowe, gdyż piloci, sugerując się sygnałem GPS, myśleli, że lecą do lotniska docelowego. Albo w bardziej katastroficznym scenariuszu, jednostka spoofująca sygnał może wyprowadzić samolot na kurs kolizyjny, zderzając go z obiektem na ziemi lub na niebie.

Redakcji serwisu Flightradar24 w kwietniu bieżącego roku udało się uzyskać zgodę na pobyt w kabinie pilotów podczas lotu pasażerskiego linii Scandinavian Airlines z Kopenhagi (Dania) do Bangkoku (Tajlandia). Według relacji pilotów, za każdym razem, gdy zbliżają się oni do terytorium Ukrainy lub Morza Czarnego, sygnał GPS zostaje zagłuszony, a nawigacja przestaje działać. W każdej tej sytuacji przerzucają się na system nawigacji inercyjnej (INS), wykorzystującej żyroskop, przyspieszeniomierz i magnetometr do określenia swej pozycji.

Podczas lotu nad tymi terytoriami załoga lotu doświadcza nie tylko problemów z sygnałem GPS, ale także z określeniem czasu. Nierzadko w parze z jammingiem samoloty padają także ofiarą spoofingu. Kapitan lotu wyjaśnia, że w przeszłości niejednokrotnie zdarzyło się, że spoofing sprawił, iż maszyna przekazywała pilotom informacje o górze, która znajduje się przed samolotem, co jest niemożliwe, biorąc pod uwagę wysokość przelotową (ok. 8-12 km nad Ziemią) i ukształtowaniu terenu, nad którym przelatuje samolot.

Serwis Flightradar24, oprócz śledzenia samolotów na żywo, ma także własną mapę zakłóceń sygnałów GPS. Informacje nie są precyzyjne, gdyż, jak wyjaśnia serwis, pochodzą one z wartości NIC (navigation integrity category) przekazywanych przez samoloty w ramach protokołu ADS-B. NIC (kategoria integralności nawigacji) to miara stosowana w lotnictwie do określania promienia integralności wokół zgłaszanej pozycji samolotu lub innego statku powietrznego. Mówiąc prościej, wartość NIC zapewnia obsługę samolotu, że informacje o pozycji przekazywane przez statek powietrzny są wiarygodne i dokładne. Jest to bańka ochronna wokół zgłoszonej lokalizacji, pomagająca zachować bezpieczeństwo i precyzję podczas lotu.

Flightradar24 oznacza dane terytorium jako terytorium z zakłóceniami sygnału GPS, jeżeli w ramach śledzenia protokołu ADS-B otrzyma wystarczająco dużo informacji o samolotach zgłaszających niskie poziomy NIC.

Może zainteresować cię także: