Hersteller von GPS-Spoofing-Technologie und GNSS-Drohnen-Spoofern für Verteidigungs- und militärische CUAS-Anwendungen
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Positions-, Navigations- und Zeitbestimmungssignale (PNT), die von globalen Navigationssatellitensystemen (GNSS) übertragen werden, können mithilfe von GNSS-Störtechniken gestört werden.
Bei der GNSS-Störung wird ein Signal verwendet, das stärker ist als die PNT-Übertragung, die das GNSS-System aus dem Weltraum empfängt. Dies ist möglich, da die Stärke eines PNT-Signals sehr schwach ist, wenn es die Erde erreicht. Infolgedessen übertönt das stärkere Störsignal die schwache PNT-Übertragung. Da der GNSS-Empfänger das PNT-Signal über der Störung nicht „hören“ kann, hat er Schwierigkeiten, zuverlässige Positions-, Navigations- und Zeitinformationen zu liefern.
GNSS-Spoofing ist eine weitere Taktik, die die Leistung eines GNSS-Empfängers stören und beeinträchtigen kann. Spoofing ist ein subtilerer Ansatz, bei dem der GNSS-Empfänger mit falschen PNT-Informationen gefüttert wird.
Bei einer GNSS-Störung sendet der Angreifer im Wesentlichen elektromagnetisches Rauschen an den GNSS-Empfänger. Der Nachteil dieser Taktik besteht darin, dass das GNSS-System möglicherweise so ausgelegt ist, dass es anhand dieses Rauschens erkennt, wenn es gestört wird. Sobald der Empfänger feststellt, dass er gestört wird, kann er Abhilfemaßnahmen ergreifen, um dies zu vermeiden. Zu diesen Maßnahmen könnte der Wechsel zu einer Alternative wie einem Trägheitsnavigationssystem (INS) gehören. INS verwenden interne Uhren und Gyroskope, um Bewegungen zu bestimmen. Ein INS ist im Gegensatz zu einem GNSS-Empfänger nicht auf externe Hochfrequenzsignale (RF) angewiesen.
Alternativen wie LORAN (Long Range Navigation) können eingesetzt werden. LORAN ist ein RF-basiertes System, das seit dem Zweiten Weltkrieg mit zunehmender Verbreitung von GNSS allmählich aus dem Gebrauch gekommen ist. Wie GNSS nutzt auch LORAN Funksignale, doch deren niedrige Frequenzen von 100 Kilohertz lassen sich nur schwer stören.
Schließlich kann der GNSS-Empfänger selbst Techniken zur elektronischen Gegenmaßnahmen (ECCM) einsetzen, um Störsignale abzuschwächen oder zu vermeiden. Zu den ECCM-Techniken gehört, dass der GNSS-Empfänger die Richtung erkennt, aus der die Störung kommt. Der Empfänger blockiert dann den Empfang aller Signale, die aus dieser Richtung kommen. Selbst wenn diese Maßnahmen ergriffen werden, kann der GNSS-Empfänger dennoch PNT-Signale aus einer anderen Richtung empfangen. Ebenso kann der GNSS-Empfänger die hohen Leistungspegel des Störsignals erkennen. Da diese Signale keine ähnlichen Eigenschaften wie „echte“ PNT-Übertragungen aufweisen, werden sie ignoriert und die Störung blockiert.
Das Aufkommen von GNSS-ECCM-Techniken hat die Electronic-Warfare-Gemeinschaft (EW) dazu gezwungen, ihren Ansatz zur Bekämpfung von PNT-Signalen zu überdenken. Es wurden Techniken aus anderen EW-Taktiken herangezogen, wie beispielsweise der Einsatz von Digital Radio Frequency Memories (DRFMs).
DRFMs führen subtile Formen der Störung durch, die für Radarsysteme möglicherweise nicht sofort erkennbar sind. Ein Digital Radio Frequency Memory kann Teil des Verteidigungshilfesubsystems eines Kampfflugzeugs sein. Das DRFM nimmt das eingehende Radarsignal ab, modifiziert es und sendet dieses Signal an das Radar zurück. Das modifizierte Signal sieht aus wie ein normales Radarecho, das entsteht, wenn ein ausgehendes Radarsignal auf ein Ziel trifft. Die diskrete Modifikation des DRFM-Signals führt jedoch dazu, dass dem Radar falsche Informationen zugeführt werden. Die Echos der ausgehenden Radarimpulse können durch das DRFM so verändert worden sein, dass das Ziel eine andere Geschwindigkeit aufweist als seine tatsächliche Geschwindigkeit. Ebenso können die Echos manipuliert werden, um das Radar zu der Annahme zu verleiten, dass sich mehrere Ziele in der Luft befinden statt nur eines. Das Ziel besteht darin, das Radar zu verwirren und damit die Fähigkeit des Radarbedieners zu beeinträchtigen, ein Ziel zu identifizieren und zu verfolgen.
GNSS-Spoofing funktioniert auf ähnliche Weise. Eine elektronische Gegenmaßnahme, die diese Technik einsetzt, sendet ein PNT-Signal aus, das echt erscheint. Es kann ähnliche Verstärkungswerte des eingehenden PNT-Signals aufweisen, wie sie der GNSS-Empfänger erwarten würde. Der Inhalt des PNT-Signals wird in irgendeiner Weise manipuliert, um dem GNSS-Empfänger falsche Informationen zuzuführen. Dies könnte falsche PNT-Signale mit unrichtigen oder irreführenden Zeitangaben umfassen. Da die gesamte Navigation auf Zeitangaben beruht, könnte dies dazu führen, dass der GNSS-Empfänger dem Nutzer falsche Informationen liefert, was potenziell katastrophale Folgen haben kann.
Die Subtilität von GNSS-Spoofing kann es zudem erschweren, dieses zu erkennen und sich somit davor zu schützen. Es ist bemerkenswert, dass GNSS-Spoofing neben GNSS-Jamming in aktuellen Konfliktgebieten wie der Ukraine und dem östlichen Mittelmeerraum beobachtet wird. Der Einsatz von GNSS-Jamming- und Spoofing-Taktiken zeigt, in welchem Umfang diese kombiniert werden, um maximale Störungen zu verursachen.
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