Navigation Warfare PNT ontzeggen
Leerdoelen Na het volgen van het college en het bestuderen van de leerstof kan de adelborst/cadet 1. een overzicht geven van de civiele en militaire toepassingen van GNSS; 2. uitleggen wat de gevolgen zijn van het wegvallen van GNSS (PNT functionaliteit) voor de betreffende toepassingen; 3. de belangrijkste componenten van een GNSS ontvanger beschrijven en uitleggen op welke wijze deze componenten een bijdrage leveren aan het verminderen van de gevoeligheid voor stoorsignalen; 4. een overzicht geven van de technieken voor jamming en spoofing; 5. uitleggen wat de invloed van jamming en spoofing is op de verschillende componenten van een GNSS ontvanger en uitleggen hoe die invloed verminderd kan worden; 6. de militaire aspecten van GPS beschrijven inclusief de toegepaste beveiligingstechnieken. 2
Commando DienstenCentra Information Operations
Breed- en smalbandige storing (1)
S S = + GP N uit N in
-117 dBW
-138 dBW S/N -160 dBW
3
Commando DienstenCentra Information Operations
Breed- en smalbandige storing (2) S S S J = + GP ≈ + GP = − + GP N uit N + J in J in S in
S S = + GP N uit N in
65 dB
J/S
-117 dBW
47 dB 36 dB
-138 dBW S/N -160 dBW
4
Commando DienstenCentra Information Operations
13 dB
Schatten ontvangen stoorvermogen Jr -40
Jr = Jt + Gt + Gr – 40log(R) + 20log(ht) + 20log(hr)
Ontvangen vermogen [dBm]
-60
ht = 15 m hr = 10 m
-80
Jt = 0.001 W
-100
Jr = – 36.4 + Jt + Gt + Gr – 20log(R) – La -120
-140
-160
1
1.5
2
2.5
3 3.5 Afstand [log(m)]
4
4.5
5
5.5
33*ht*hr 5
Commando DienstenCentra Information Operations
Prestaties OEM receiver OEM receiver
J/S [dB] at LoL
J/S [dB] at RoL
4-3 SV
1-0 SV
0-1 SV
3-4 SV
CCW
38.5
38.5
18.5
18.5
NCW
38.0
38.0
27.5
27.5
SCW
38.0
39.0
---
---
AM
39.0
40.5
13.5
13.5
FM
36.0
36.0
17.5
16.0
Noise
53.0
53.5
48.0
47.5
OEM: Original Equipment Manufacturers Gegeven een stoorzender, die met een vermogen van 1 W een NCW signaal uitzendt op één frequentie. De afstand tot de doelontvanger is 10000 m. De hoogte van de stoorzender en de doelontvanger is 100 respectievelijk 10 m. De zender- en ontvanger antenneversterking zijn beide 0 dB. Van de ontvanger is bekend dat hij bij NCW storing niet meer functioneert zodra de J/S ratio groter wordt dan 40 dB. Is de storing in de gegeven situatie effectief gegeven dat het vermogen van het GNSS signaal -160 dB is? Jt = 0 dB ; LPropagatie = -116 dB ; LProcessing = -60 dB ; Jr = -176 dB
6
Commando DienstenCentra Information Operations
Puls ruis
maximale versterking AGC
normale versterking AGC verwachte GNSS vermogen
minimale versterking AGC
t1
7
t1 + τ
t2
t2 + τ Commando DienstenCentra Information Operations
tijd
Meaconing
Rec.
τ, ωd, data
>> 8
Commando DienstenCentra Information Operations
τ, ωd, data
Spoofing
τ, ωd, data
τ, ωd, data
Rec.
spoofer
9
Commando DienstenCentra Information Operations
Incidenten & voorbeelden (1)
New Scientist February 2012 “A secret network of 20 roadside listening stations across the UK has confirmed that criminals are attempting to jam GPS signals on a regular basis….”
Discovery News May 2012 “This week, the South Korean government reported that electronic jamming signals from North Korea were affecting communications and GPS signals for passenger aircraft…..”
10
Commando DienstenCentra Information Operations
Incidenten & voorbeelden (2) General Aviation Pilot Report GPS Malfunction
AIS Display Console Anomaly
Medical Services Paging Provider Network Inoperative 1.5 Hours – 20 sites
Cell Provider Network 150 sites detected error 2 sites inoperative
DGPS Site Inoperative 2 Hours 11
Commando DienstenCentra
Information Operations http://arstechnica.com/security/2013/07/professor-spoofs-80m-superyachts-gps-receiver-on-the-high-seas/
Incidenten & voorbeelden (3) Dates Jammer locations Affected areas GPS disruptions
Aug 23–26, 2010 (4 days)
Mar 4–14, 2011 (11 days)
Apr 28 – May 13, 2012 (16 days)
Kaesong
Kaesong, Mountain Kumgang
Kaesong
Gimpo, Paju, etc.
Gimpo, Paju, Gangwon, etc.
Gimpo, Paju, etc.
145 cell towers, 106 airplanes, 10 ships
1016 airplanes, 254 ships
181 cell towers, 15 airplanes, GPS Jamming 1 battle ship Jammer 50~100 Km area jamming (Maximum 400 Km)
Kaesong
Seoul Effected the communication and some of military equipment 12
Commando DienstenCentra Information Operations
Navigation Warfare PNT ontzeggen
