ドローンナビゲーション欺瞞技術

ドローンを対象としたナビゲーション欺瞞とは、一般に、特定の技術的手段を使用して、人為的に設定された偽の脅威ナビゲーション情報を違法ドローンに注入し、ドローン自身の衛星ナビゲーション システムにその位置を誤って決定させ、その結果、誤ったルート計画と飛行制御を行わせ、それによって目的を達成することを指します。ドローンを追い払ったり、指定された場所に不時着させたりする目的。現在主流のドローンは全地球衛星航法システム(GNSS) をナビゲーション情報の主なソースとして使用するナビゲーション欺瞞技術は、ほぼすべてのドローン、特に民間ドローンに影響を与える可能性があり、優れた適用性を備えています。実際の使用では、地上のドローンナビゲーション誘導装置は一般に、実際のドローンのGNSS信号にある程度の類似性を有する疑似ナビゲーション信号を発信し、関連するユーザーは受信端末でそのような疑似ナビゲーション信号を受信して​​計算する必要があり、ドローンが誤った情報を取得するようになります。位置、速度、時間情報は隠蔽された状態では効果的に検出できません。ナビゲーションの欺瞞はナビゲーションの妨害とは異なることを指摘しておく必要があります。ナビゲーション抑制干渉では、通常、高出力妨害器を使用してさまざまなタイプの抑制信号を送信します。これにより、ターゲット受信機が通常のナビゲーション信号を受信できなくなり、ユーザーはナビゲーション、測位、およびタイミングの結果を取得できなくなり、結果としてナビゲーション システムが利用できなくなります。ナビゲーション欺瞞は多くの場合、あまり強い送信電力を必要とせず、隠蔽性が高く、関連するユーザーをある程度間違った方向に誘導できるという事実により、ナビゲーション欺瞞は実際に優れた適用効果をもたらします。

現在、ドローンには主に 2 つのナビゲーション欺瞞技術があります。

1） 転送詐欺

名前が示すように、前方欺瞞とは、欺瞞の効果を達成するために、欺瞞されるターゲットの周囲に GNSS 受信機を配置し、実際の G​​NSS 信号を保存してターゲットに転送することを指します。一般に、信号の受信、保存、処理、転送中に信号到着遅延が避けられずに発生するため、転送干渉は、遅延における人間による遅延の存在に基づいて、直接転送の欺瞞と遅延転送の欺瞞に分類できます。前方欺瞞妨害は実際の信号を直接転送するという事実により、現在の信号を受信できる限り、欺瞞を実行できることを意味します。したがって、特に GPS M (Y) コードの具体的な実装の詳細を理解していなくても、信号擬似コードの構造を事前に知る必要はありません。したがって、軍用 GPS 信号は直接欺瞞される可能性があります。ただし、転送された欺瞞信号が受信機に到達する遅延は、実際の信号が到達する遅延よりも常に大きいという事実によります。欺瞞プロセス中に疑似コード構造と疑似距離測定値のみを変更することができないため、同時前方欺瞞干渉の制御の柔軟性は比較的低く、多くの場合、より複雑な前方遅延制御戦略が必要となり、また、転送デバイスの展開場所。すでに GPS 信号の安定した追跡を実現している受信機の場合、前方欺瞞妨害は、擬似コード位相により、前方信号とターゲット受信アンテナの位相中心における直接信号との間の遅延が 1 チップ未満である場合にのみ有効です。クロックが実際の信号より遅れていること。さらに、GPS 受信機は通常複数の衛星信号 (通常は 10 チャネル以上) を受信するという事実により、欺瞞中に複数の衛星信号を受信して​​転送する必要があることが研究によって示されています。しかし実際には、単一局・単一アンテナ方式で転送する場合、4チャネルを超える衛星信号（4チャネルを除く）を同時に転送することができない場合が多く、1つの転送局で複数の信号を転送する必要があります。多くの場合、大量の転送ステーションが発生するため、転送スプーフィング信号も簡単に検出されます。したがって、実際には、前方スプーフィングの使用は制限されることがよくあります。

（2） 生成的欺瞞

生成的欺瞞の基本原理は、欺瞞デバイスを使用して、ユーザーが所定の予想されるユーザー位置で受信する必要がある GNSS 信号のコード位相遅延、搬送波ドップラー、ナビゲーション メッセージなどの必要なパラメーターをリアルタイムで計算することです。 。これに基づいて、その時点で偽の GNSS 信号が生成され、送信アンテナを通じて欺瞞対象に放射され、偽の信号のパワーアドバンテージで真の GNSS 信号をマスクし、指定された疑似コードフェーズを徐々に追跡して捕捉させます。欺瞞信号のキャリアドップラーを利用して、欺瞞対象が誤った擬似距離測定値を取得し、誤った位置情報を計算して、最終的に欺瞞の目的を達成することができる。この方法の基本原理を次の図に示します。

生成的欺瞞には、疑似コード構造、ナビゲーション メッセージなど、GNSS 信号のデータと周波数構造を完全に理解する必要があるため、P (Y) コード信号に生成的欺瞞を実装することが困難になります。生成的欺瞞妨害は、独自のデバイスを利用して欺瞞信号を生成し、GNSS システムに依存しないという事実により、欺瞞側はナビゲーション メッセージと信号送信時間を自由に決定でき、これにより、欺瞞信号は遅れても受信機に到達することができます。または実際の信号よりも先に。そのため、生成干渉は、到着実験測定値の変更や衛星暦/暦の改ざんなど、さまざまな手段を通じてターゲットの受信機を欺く可能性があります。さらに、GNSS 信号は実際には特定のコード周期で繰り返される直接シーケンスのスペクトラム拡散信号であるため、研究により、生成された欺瞞信号は最長の疑似コード周期 (GPS L1 信号の場合は 1ms) 内でコード位相を実際の信号と自動的に一致させることができることが示されています。 ）、受信機の擬似コード追跡ループをプルして、実際の信号よりわずかに高い電力で欺瞞信号を追跡します。同時に、デセプション信号内の擬似コードの周期的繰り返し特性により、1 つの擬似コード サイクル内で欺瞞が成功しなかった場合、ターゲットの受信機が受信するまで、デセプション信号は次の擬似コード サイクルでトラクションを自動的に実装することもできます。無事に導かれました。欺瞞信号がターゲット受信機の擬似コード追跡ループを正常にプルすると、干渉当事者は送信された欺瞞信号の擬似コード位相を調整することでターゲット受信機のタイミングと測位結果を制御でき、それによってターゲットを欺くという目的を達成できます。受信機。したがって、この方法には受信機の現在の状態に対する高い要件はありません。捕捉状態の受信機と定常状態の追跡状態の受信機の両方を欺くことができます。したがって、多くの場合、生成的欺瞞の実用性はより強力です。

社会生活や軍事用途のさまざまな側面で衛星ナビゲーション システムが深く応用されているため、衛星ナビゲーション受信端末が誤った信号を受信し、誤ったタイミングおよび測位結果を取得すると、壊滅的な結果につながる可能性があります。そのため、航行欺瞞技術を活用したドローン対策は増加の一途をたどっています。 2011年12月4日、イラン防空軍は、イラン東国境沿いで米国の無人偵察機「RQ-170」を拿​​捕するために欺瞞技術を使用したと主張した。この報道が事実であれば、無人航空機対策に航行欺瞞技術が初めて応用されることになる。報道によると、ロシアは電子戦技術・装備の主要国として、近年GPSを標的とした欺瞞技術を多用した可能性が高い。米国の非営利団体C4ADSによると、近年ロシアでは1万件近いさまざまなGPS詐欺事件が発生しており、特にロシアのプーチン大統領が敏感な地域を訪問すると、その周囲に欺瞞的なGPS信号が現れるという。さらに同団体は、モスクワ、特にクレムリン近くで、観光客が自分たちの場所が32キロ離れた空港に指定されていることに何度も遭遇していると報告した。ロシアによるこのアプローチは、NATOのGPS誘導兵器による攻撃を避けるための防衛手段であると広くみなされている。分析によると、おそらく部分的なGPS欺瞞技術の使用により、ロシア軍はシリアの軍事基地を標的としたドローンクラスター攻撃を繰り返し阻止することができたという。