Краткий анализ уязвимостей GNSS и LNSS с акцентом на спуфинг морских надводных и подводных автономных аппаратов

Е. Ф. Очин

Аннотация


Проблемы позиционирования и навигации хорошо зарекомендовали себя во всех областях Земли (на поверхности литосферы и гидросфе ры, в атмосфере, тропосфере и стратосфере), за исключением гидросферы. Данная статья посвящена проблеме анализа состояния подводного позиционирования и навигации и практически неразвитой проблемы безопасности подводного плавания. Здесь мы ограничиваемся анализом возможности передачи устоявшейся технологии GNSS в подводный мир. К сожалению, сигналы GNSS очень быстро затухают в воде,поэтому все технологии, подобные GNSS, носят локальный характер иоснованы на преобразовании электромагнитной волны сигналов GNSSв акустическую волну. Поэтому мы используем термин LNSS (Локальные навигационные спутниковые системы) для обозначения этой подводной технологии.

 

Очин Е. Ф. Краткий анализ уязвимостей GNSS и LNSS с акцентом на спуфинг морских надводных и подводных автономных аппаратов. Ural Radio Engineering Journal. 2020;4(2):167–187. (На англ. яз.) DOI: 10.15826/urej.2020.4.2.002.


Ключевые слова


ГНСС; ЛНСС; локальные навигационные спутниковые системы; подводная ЛНСС; джамминг; меконинг; спуфинг; самоспуфинг; обнаружение спуфинга

Полный текст:

Без имени

Литература


Official U.S. government information about the Global Positioning System (GPS) and related topics. Available at: www.GPS.gov (Accessed:17 July 2020)

Yang Y., Mao Y., Sun B. Basic performance and future developments of BeiDou global navigation satellite system. Satellite Navigation. 2020;1:1. DOI: 10.1186/s43020-019-0006-0.

BeiDou’s road to global service. GPS World. 6 December 2016. Available at: https://www.gpsworld.com/directions-2017-beidous-roadto-global-service/ (Accessed: 17 July 2020)

European Space Agency’s Galileo website. Available at: https://www.esa.int/Applications/Navigation/Galileo (Accessed: 17 July 2020)

Indian Regional Navigation Satellite System/NavIC. Available at: https://www.isro.gov.in (Accessed: 17 July 2020)

Quasi-Zenith Satellite System. Available at: https://qzss.go.jp (Accessed: 17 July 2020)

Datta A. Multi-constellation GNSS receivers becoming a standard. Available at: https://www.geospatialworld.net/blogs/multi-constellationgnss-receivers-norm/ (Accessed: 17 July 2020)

Nacini F. JANUS creates a new era for digital underwater communications. Available at: https://robohub.org/janus-creates-a-newera-for-digital-underwater-communications/ (Accessed: 17 July 2020)

Caparra G., Ceccato S., Laurenti N., Cramer J. Feasibility and Limitations of Self-Spoofing Attacks on GNSS Signals with Message Authentication. In: Proceedings of the 30th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GNSS+ 2017), Portland, Oregon, September 2017, pp. 3968–3984. DOI: 10.33012/2017.15402.

Stutters L., Liu H., Tiltman C., Brown D. Navigation technologies for autonomous underwater vehicles. In: IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part C (Applications and Reviews). 2008;38(4):581–589. 10.1109/TSMCC.2008.919147.

Miller P., Farrell J., Zhao Y., Djapic V. Autonomous underwater vehicle navigation. IEEE Journal of Oceanic Engineering. 2010;35(3):663–678. DOI: 10.1109/JOE.2010.2052691.

Webster S. E., Eustice R. M., Singh H., Whitcomb L. L. Advances in single-beacon one-way-travel-time acoustic navigation for underwater vehicles. The International Journal of Robotics Research. 2012;31(8):935–950. DOI: 10.1177/0278364912446166.

Dobryakova L., Ochin E. On the application of GNSS signal repeater as a spoofer (GNSS signal repeater = Meaconing). Scientific Journals Maritime University of Szczecin. 2014;(40):53–57. Available at: http://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-27082d5c-1bbf-405f-b164-96d0e7e91dd5/c/Dobryakova_Ochin_112-8.pdf (Accessed: 18 July 2020)

Dobryakova L., Lemieszewski Ł., Ochin E. The vulnerability of unmanned vehicles to terrorist attacks such as Global Navigation Satellite System Spoofing. Scientific Journals of the Maritime University of Szczecin. 2016;(46):181–188. DOI: 10.17402/135.

Dobryakova L., Lemieszewski Ł., Ochin E. Protecting vehicles vulnerable to terrorist attacks, such as GNSS Jamming, by electromagnetic interference shielding of antenna. Scientific Journals Maritime University of Szczecin. 2017;(50). DOI: DOI: 10.17402/219.

Ochin E. Detection of Spoofing using Differential GNSS. Scientific Journals Maritime University of Szczecin. 2017;(50). DOI: 10.17402/217.

Ochin E. GPS/GNSS spoofing and the real-time single-antennabased spoofing detection system. Scientific Journals Maritime University of Szczecin. 2017;(52):145–153. DOI: 10.17402/256.

Ochin E. GNSS and DGNSS Spoofing Detection. Ural Radio Engineering Journal. 2017;1(1):55–79. DOI: 10.15826/urej.2017.1.1.003.

Dobryakova L., Lemieszewski Ł., Ochin E. Protecting of vehicles with help of anti-jamming and anti-spoofing by shielding of GNSS antenna. In: REIT 2017 Autumn, Submission 31. Available at: http://reit-rtf.ru/2017b.html (Accessed: 18 July 2020)

Dobryakova L. A., Lemieszewski Ł. S., Ochin E. F. Global Navigation Satellite Systems attacks and a cloud-based spoofing detection for unmanned ships. Ural Radio Engineering Journal. 2017;2(2):40–56. DOI: 10.15826/urej.2018.2.2.003.

L Dobryakova., Lemieszewski Ł., Ochin E. GNSS Spoofing Detection Using Static or Rotating Single-Antenna of a Static or Moving Victim. IEEE Access. 2018;6:79074–79081. DOI: 10.1109/ACCESS.2018.2879718.

Dobryakova L., Lemieszewski Ł., Ochin E. Cloud-based GNSS navigation spoofing detection. Scientific Journals Maritime University of Szczecin. 2019;(57):29–37. DOI: 10.17402/323.

Ochin E. Spoofing detection for underwater acoustic GNSS-like positioning systems. Scientific Journals Maritime University of Szczecin. 2019;(57):38–46. DOI: 10.17402/324.

Abramowski T., Bilewski M., Dobryakova L., Ochin E., Uriasz J., Zalewski P. Safety of GNSS-Like Underwater Positioning Systems. Preprints. 2019:2019090052. DOI: 10.20944/preprints201909.0052.v1.