【图片故事】欺骗干扰,“偷”走你的位置

作者:来源:哈工程Agnss团队发布时间:2021-04-02浏览量:871


卫星定位会受到各种干扰的影响,其中欺骗干扰具有隐蔽性和带来极其严重的后果。

所谓欺骗干扰,是指发射与导航卫星相同或相似、功率更强一些的信号,卫星导航系统用户的接收终端可能把这种信号误认为是由真实导航卫星发来的,而对其进行捕获与跟踪,导致卫星导航接收终端产生错误的信息或者无信息输出。卫星导航欺骗干扰可以导致接收机不能检测到自己被干扰,产生错误的定位结果,其攻击方式非常隐蔽。同时,相对于传统的以功率覆盖为主的压制式干扰,卫星导航欺骗干扰具有设备规模小以及干扰效率高等优势。

2001年美国国家运输部的一份技术报告中第一次指出了欺骗式干扰会对卫星导航系统带来极大的危害,这个报告一经推出即引起了学术界与工业界对其所陈述的欺骗干扰的广泛研讨,内容主要在于研讨欺骗式干扰的特征,并着重研讨抗欺骗式干扰技术。在军事领域,伊拉克战争中,伊拉克军方曾使用多台大规模的GPS干扰机,成功地降低了联军一百多枚精确制导的命中率,这一战果在当时受到了世界各国军事专家的高度重视;2011年,一架美军生产的 RQ-170无人侦察机在入侵伊朗领空250千米时被伊朗军方捕获,后伊朗工程师证实其运用的正是GPS欺骗干扰技术。可以预见,在以信息战、导航战为代表的现代战争中,GPS干扰技术将得到长远的发展。

而在民用领域,无人机广泛而无秩序地使用严重威胁着社会安全,欺骗者还可通过操纵导航系统中的位置,将有价值的车辆或目标人员转移到不安全的位置。20126月美国组织的对无人直升机GPS接收终端欺骗干扰试验及其相关报道,该实验中美国德克萨斯州立大学的Todd Humphreys团队使用硬件成本不到1000美元的民用GPS信号欺骗干扰设备释放欺骗信号,使保持在固定高度的无人直升机不断下降高度;美国联邦航空局表示曾在一段时间内频繁收到无人机威胁客机安全的报告,所以引发了出于个人使用目的的无人机飞行高度不可高于四百英尺的政策出台;20134月在荷兰阿姆斯特丹举行的黑客安全大会上,德国某网络安全公司工程师Hugo Teso宣称,经过四年的努力,他成功研发出一套名为PlaneSploit的应用软件,可以绕过飞机的安全检查系统并接管飞机上的电脑系统, 让飞机任其摆布;20143月马来西亚吉隆坡国际机场飞往北京首都国际机场的航班MH370失联, 至今未发现残骸, 有专家推测MH370很可能遭到了欺骗干扰攻击, 导致偏离航线, 燃油耗尽后坠毁;在2015年,美国警方曾发现一架私藏毒品的无人机进入美国边境,后经证实,此无人机出于墨西哥的提华纳市并携带了超过 6 英镑的晶体脱氧麻黄碱。美国禁药组织表示,无人机已经是偷运毒品的常用犯罪手段。

在国内,《第四届中国卫星导航学术年会总结报告》将卫星导航欺骗与反欺骗技术列为“北斗/GNSS 用户终端技术”分会领域的关键技术和热点问题, 并指出“无论对于欺骗还是反欺骗技术, 都尚未形成完善的分析方法和评估机制”。随着技术成熟,无人机行业正处于高速发展的过程之中且市场巨大。但是,由于绝大多数无人机使用者未受过专业训练,飞行安全完全得不到保证,无人机伤人事件屡有发生。据相关统计,国内有数万无人机处于“黑飞”状态,严重威胁着社会安全。可见,对于我国于2020年组网成功的北斗卫星导航系统,为适应现代军事和民用场景,创新开发一整套成熟的抗欺骗干扰技术系统已然迫在眉睫。

抗干扰技术对现代战争能起到决定性作用,它会使原本有利于我方的战场形式变得不确定,如附件1在军事冲突地区伊拉克和伊朗为应对科技强国美国在干扰技术上的突破。

欺骗干扰技术可普遍应用于所有卫星导航系统,随着欺骗干扰技术的发展和工程化,卫星导航抗欺骗干扰技术的发展也日益迫切。欺骗干扰检测技术是卫星导航接收机实施欺骗干扰抑制、防止产生错误定位和测速、定时信息的前提。


1 欺骗信号对卫星导航的影响

2 欺骗信号的施加方式

3 伊朗捕获美军RQ-170无人机

本文基于网络资料整理,仅用于课程思政教学使用,无任何商业用途。