Aumentate la resistenza dei ricevitori contro le interferenze RF con il nostro disturbatore di segnale avanzato, portando la tecnologia a un livello superiore.

• Cosa sono il jamming e lo spoofing GNSS/GPS e come funzionano?
• Quanto sono efficaci i disturbatori GNSS/GPS nei test sul campo?
•  Suggerimenti per un test rapido?
•  Risultati trovati?
• Sei sicuro di volertene andare?

Cosa sono il jamming e lo spoofing GNSS/GPS e come funzionano?

Nel regno della tecnologia digitale, i progressi portano spesso nuove minacce. I segnali GNSS/GPS, in particolare, sono vulnerabili alle interferenze. Tali disturbi possono manifestarsi in due forme principali: jamming e spoofing. Il jamming si verifica quando fonti esterne interrompono le frequenze, facendo perdere ai ricevitori informazioni cruciali sulla posizione. Lo spoofing, una minaccia più ingannevole, comporta la trasmissione di segnali GNSS/GPS contraffatti. Questi falsi segnali traggono in inganno i ricevitori, presentando agli utenti posizioni o dati temporali imprecisi. Sia il jamming che lo spoofing comportano rischi significativi per l’affidabilità e la sicurezza dei sistemi GNSS/GPS, sottolineando la necessità di contromisure robuste.

Quanto sono efficaci i disturbatori GNSS/GPS nei test sul campo?

Negli ultimi anni, gli attacchi di jamming e spoofing ai segnali GNSS/GPS sono diventati sempre più comuni, aumentando la necessità di soluzioni robuste anti-jamming e anti-spoofing. Sebbene gli esperti abbiano condotto valutazioni di queste funzionalità in ambienti di laboratorio controllati per oltre un decennio, questi test non sono in grado di catturare completamente il comportamento del ricevitore durante gli attacchi del mondo reale. Pertanto, le verifiche sul campo sono fondamentali per integrare i risultati di laboratorio. Conducendo test all’aperto, possiamo identificare le caratteristiche dei tipici segnali di jamming e spoofing in un ambiente reale, verificare le capacità del ricevitore di resistere a questi attacchi e capire come i ricevitori si comportano dinamicamente in presenza di jamming e spoofing. Questo approccio olistico garantisce una valutazione completa e strategie di mitigazione efficaci contro le minacce GNSS/GPS.

Gli ingegneri devono affrontare una sfida unica quando passano dal laboratorio alle strade, a causa delle rigide protezioni sulle bande di frequenza GNSS. La trasmissione di segnali RF all’interno di queste bande è generalmente vietata e richiede un permesso speciale da parte delle autorità. Questa sfida ha portato a soluzioni innovative, come il recente test disturbatore 2022 organizzato dalle autorità norvegesi, che ha segnato il secondo test sul campo di questo tipo. Questo evento rappresenta una preziosa opportunità per i produttori GNSS e i fornitori di tecnologia di tutta Europa di testare i loro prodotti in un ambiente reale, identificando le lacune e migliorando la resilienza del ricevitore. Grazie a questi sforzi, l’industria può continuare a evolversi, affrontando le complessità delle protezioni delle bande di frequenza GNSS e garantendo al contempo l’affidabilità e le prestazioni delle proprie tecnologie.

 Suggerimenti per un test rapido?

Intraprendendo un’impresa unica nel suo genere, un gruppo di esperti, in collaborazione con le autorità norvegesi, si è avventurato sulla costa settentrionale della Norvegia per condurre il disturbatoretest 2022. L’iniziativa mirava a valutare la resilienza dei sistemi GNSS/GPS contro il jamming e lo spoofing in condizioni atmosferiche normali. Per una settimana, oltre cento partecipanti si sono riuniti per sottoporre le loro apparecchiature a test rigorosi in scenari intensi di jamming e spoofing.

Le valutazioni si sono svolte su strade diverse e con diverse condizioni meteorologiche, simulando le sfide del mondo reale. In particolare, sono state create tre zone di test primarie: una zona ad alto disturbo e due zone a basso effetto di disturbo, ciascuna progettata per disturbare bande di frequenza specifiche. Questo approccio completo ha garantito un esame approfondito delle prestazioni dei sistemi in vari ambienti.

Mentre la maggior parte dei disturbatori di segnale GNSS/GPS proveniva dall’autorità norvegese per le comunicazioni e dalla polizia, alcuni sono stati acquistati online, anche se non destinati a un uso diffuso. Questa gamma diversificata di apparecchiature ha arricchito ulteriormente il processo di test, fornendo una prospettiva più ampia sulle vulnerabilità e le capacità dei sistemi.

Durante questa settimana di sperimentazione, gli esperti hanno condotto una serie completa di test incentrati su due categorie principali: scenari di disturbo e scenari di spoofing. I test di jamming hanno incluso due gruppi distinti: un disturbatore ad alto effetto che utilizza segnali di disturbo CW e PRN (modulati BPSK), e disturbatore a basso effetto, in particolare il tipo sweep a banda larga. Per quanto riguarda i test di spoofing, gli esperti hanno analizzato due tipi di attacchi: quelli di base e quelli avanzati. Gli attacchi di base hanno comportato lo spoofing dei segnali satellitari L1 C/A valutando una determinata posizione e ora, mentre gli attacchi avanzati hanno comportato lo spoofing dei segnali GPS L1 sincronizzati all’aperto in diverse fasce orarie, tra cui condizioni di time step, frequency step o falsi secondi bisestili. La tabella seguente illustra i diversi tipi di test e le relative specifiche. Durante i test, gli esperti hanno utilizzato un disturbatore di segnali GNSS, conducendo un disturbo a basso e alto effetto sia all’interno che all’esterno dell’auto (a banda singola, a doppia banda e multibanda). Sono stati eseguiti anche tutti i test statistici generali per garantire una raccolta e un’analisi dei dati completa.

Sperimentate test completi di disturbo del segnale con le nostre apparecchiature ad alte prestazioni. Eseguiamo rigorose valutazioni step-up, testando vari tipi di segnale e bande di frequenza, tra cui L1, G1, L2 e L5. Il nostro processo prevede una precisa rampa di potenza da 2nW a 20 W EIRP, offrendo una notevole gamma dinamica di 100 dB. Ogni rampa è regolata meticolosamente con incrementi di 2 dB, prima in salita e poi in discesa. Dotato di un’antenna direzionale (polarizzazione circolare destra), garantisce una copertura completa. I test si svolgono in più fasi: La rampa 1 si concentra su L1 con segnali CW, la rampa 2 esplora L1 con PRN, la rampa 3 si espande per includere L1, G1, L2, L5 con CW e la rampa 4 incorpora L1, G1, L2, L5 con PRN. Questi test graduali sono integrati da sessioni di disturbo di lunga durata, utilizzando un disturbatore di segnali GNSS ad alto effetto a 20 W. Ci avventuriamo anche in bande e combinazioni non affrontate inizialmente, come B1l, G2 ed E5b. Per garantire l’applicabilità nel mondo reale, conduciamo test di guida su strade dotate di disturbatori statici ad alto e basso effetto. Questo include la guida in condizioni di disturbo continuo ad alto effetto a 5W o meno e scenari con un disturbatore posizionato all’interno o nelle vicinanze del veicolo. Simuliamo anche una configurazione di convoglio con un disturbatore posizionato nel veicolo intermedio. Infine, creiamo un “parco giochi per disturbatore” per test e valutazioni complete sul campo. Scoprite il pieno potenziale delle nostre soluzioni di disturbo del segnale attraverso il nostro approccio di test completo e sistematico.

Esplorate gli effetti del disturbo dinamico del segnale in scenari di guida reali. I nostri test completi includono disturbatore posizionati all’interno di veicoli in movimento, simulando incontri con altre auto disturbate e veicoli fermi equipaggiati con disturbatore al passaggio di altri veicoli. Scoprite l’impatto sulla ricezione GPS in varie situazioni di guida. Approfondite il nostro “parco giochi dei disturbatori” per una gamma ancora più ampia di esperimenti. Ma non è tutto: analizziamo anche gli attacchi di spoofing, combinati con il jamming, per valutare la loro minaccia combinata. Dallo spoofing L1 C/A di base, che manipola i dati di posizione e di tempo, agli attacchi più complessi rivolti ai segnali GPS L1 CA e Galileo E1, copriamo l’intero spettro. Scoprite lo spoofing sincronizzato multi-costellazione e comprendete le sue implicazioni sui sistemi di navigazione. La nostra ricerca è la vostra guida al complesso mondo del signal jamming e dello spoofing.

Scoprite idee innovative per i test e le dimostrazioni con le informazioni di temporizzazione dei segnali spoofed. Esplorate nuovi concetti di test derivati dalle precedenti sessioni di esperti. Le nostre valutazioni complete includono prove in CW e PRN (BPSK), condotte due volte per garantire l’affidabilità. Assistere a una sessione di prove libere a Grunnvatn, inizialmente senza disturbatori, per valutare le prestazioni di base. Estendere l’ambito di guida alle vicinanze di Bleikii per una valutazione più ampia. Confermare la versatilità del sistema guidando ovunque, simulando le condizioni del mondo reale. Queste valutazioni rigorose garantiscono l’efficacia e l’affidabilità delle nostre soluzioni di disturbo del segnale.

 Risultati trovati?

Il superamento di ostacoli come la sincronizzazione dei segnali durante le attività di registrazione e la guida in queste condizioni hanno portato a una comprensione più approfondita del comportamento del ricevitore durante il jamming e lo spoofing. Le osservazioni chiave di questa settimana di sperimentazione sono le seguenti: In primo luogo, il ricevitore si dimostra robusto grazie alle tecniche di elaborazione e mitigazione del segnale, migliorando così la disponibilità di posizione e tempo. In secondo luogo, il contributo più significativo alla disponibilità della posizione e dell’ora deriva dall’elaborazione di più bande di frequenza e dei dati dei sensori. In particolare, quando un ricevitore a singola frequenza con dati del sensore (DR) perde il fix/segnale GNSS, può comunque fornire la posizione e l’ora attraverso il DR. Analogamente, quando un ricevitore multifrequenza perde i segnali di una banda disturbata, può continuare a fornire segnali fissi GNSS basati su una seconda frequenza. Il grafico seguente illustra uno scenario di disturbo a lungo termine con un disturbatore di segnali GNSS ad alto effetto (20W) sulla banda L1.

Durante la campagna di test, i veicoli hanno seguito traiettorie attraverso il villaggio di Bleik in spazio aperto per raccogliere dati. In questo caso, si sono mossi inizialmente verso il disturbatore e poi lontano da esso. Il grafico illustra il numero di segnali per banda di frequenza utilizzati per stimare la posizione, la velocità e la risoluzione temporale. Una notevole riduzione del numero di segnali corrisponde alla potenza di disturbo ricevuta, influenzata principalmente dalla distanza dal disturbatore. In prossimità della fonte di disturbo, non è possibile rilevare alcun segnale della banda L1. La ricezione della banda L2 subisce un’interferenza sostanziale, in particolare a 20W di potenza di trasmissione. È notevole che anche in questo scenario il ricevitore sia in grado di rilevare almeno quattro segnali, garantendo soluzioni precise di posizione, velocità e tempo. Vale la pena notare che nella maggior parte delle situazioni l’interferenza non compromette in modo significativo l’accuratezza della posizione e del tempo, anche in caso di jamming ad alto impatto, per non parlare del jamming fondamentale.

Il ricevitore ZED-F9P mantiene una precisione impressionante anche in caso di disturbo del segnale. Quando i segnali GNSS/GPS L1 vengono persi a causa di un disturbo, il ricevitore passa senza problemi ai segnali L2 per la navigazione. Questo garantisce prestazioni affidabili, con una precisione accettabile di circa 6 m (paragonabile alla larghezza di una strada) durante le sessioni di disturbo. Il suo design robusto lo rende una scelta affidabile per una navigazione costante e precisa in ambienti difficili.

Sei sicuro di volertene andare?

La recente esercitazione, con specifiche e tempi precisi, ha permesso ai partecipanti di valutare il comportamento dei ricevitori durante il jamming e lo spoofing in condizioni realistiche. Ciò ha fornito agli sviluppatori di tecnologie preziose indicazioni. Per u-blox è stata l’occasione ideale per valutare la resilienza degli attuali ricevitori GNSS in un ambiente reale. Inoltre, abbiamo acquisito informazioni cruciali per migliorare la sicurezza dei dispositivi futuri, un aspetto che sta molto a cuore all’azienda. Naturalmente, tutto questo non sarebbe stato possibile senza il supporto dell’Amministrazione norvegese delle strade pubbliche, dell’Autorità norvegese per le comunicazioni e dell’Istituto norvegese per la ricerca sulla difesa; il loro impegno è fondamentale e molto apprezzato.