Перейти к содержимому
4

[4.3] Подмена навигационного сигнала и контроль достоверности #

Техник БПЛА · радиосвязь, РЭБ и РЭР

Подмена опаснее подавления: приёмник продолжает выдавать координаты, но они не соответствуют действительности.

Содержание

1. Механизм подмены

Подмена состоит в передаче сигналов, повторяющих по структуре подлинные сигналы навигационных спутников, но содержащих искажённые данные о времени или о положении спутников. Приёмник, не различающий подлинность сигнала, вычисляет координаты по ложным данным.

ПризнакПодавлениеПодмена
Наличие решенияРешение пропадаетРешение сохраняется
Отношение сигнал-шумРезко падаетОстаётся высоким или возрастает
Число спутниковСокращаетсяОстаётся прежним или растёт
Показатель снижения точностиВозрастаетОстаётся хорошим
Поведение аппаратаПереход в режим без удержания позицииУверенное движение в неверном направлении
Обнаружение экипажемНемедленное по показаниямЗатруднено, требуется независимая проверка

Почему подмена опаснее. При подавлении аппарат честно сообщает об отказе, и экипаж переходит на ручное управление. При подмене аппарат уверенно выполняет автоматический полёт по ложным координатам, а экипаж не имеет оснований вмешаться до тех пор, пока не заметит расхождение изображения с ожидаемой местностью.

↑ К оглавлению

2. Признаки подмены

  1. Скачкообразное изменение координат при неизменном положении аппарата.
  2. Резкое изменение показаний времени приёмника.
  3. Отношение сигнал-шум [вики] по всем спутникам одинаково высокое и неестественно ровное: подлинные сигналы различаются по уровню в зависимости от угла места спутника.
  4. Расхождение координат с показаниями инерциальной системы, приводящее к сообщениям полётного контроллера [вики] о несоответствии данных.
  5. Расхождение вычисленной путевой скорости с воздушной скоростью и с наблюдаемым по изображению перемещением.
  6. Расхождение высоты по спутниковой навигации с барометрической высотой.
  7. Изображение с камеры не соответствует местности, ожидаемой в указанных координатах.
Независимый источникКонтролируемая величинаПорог расхождения
Барометрический высотомерВысотаболее 15 м при устойчивом давлении
Инерциальная системаПеремещение за интервалболее 10 м за 5 с
Магнитный компасНаправление движенияболее 30° расхождения с путевым углом
Изображение с камерыСоответствие ориентировЛюбое явное несоответствие
Часы наземной станцииВремя приёмникаболее 1 секунды
Оптический датчик перемещенияСкорость относительно поверхностиболее 3 м/с расхождения
↑ К оглавлению

3. Меры защиты на уровне настроек

Полностью исключить подмену средствами обычной аппаратуры невозможно. Однако ряд настроек существенно повышает вероятность своевременного обнаружения.

  1. Включить контроль соответствия данных различных датчиков в полётном контроллере и установить строгие пороги расхождения.
  2. Настроить предупреждение при скачкообразном изменении координат.
  3. Применять приёмник, поддерживающий несколько навигационных систем: одновременная подмена сигналов всех систем существенно сложнее.
  4. Применять приёмник с поддержкой аутентификации навигационного сообщения, если такая возможность имеется.
  5. Установить ограничение максимальной скорости изменения координат, превышение которого рассматривается как отказ.
  6. Обеспечить возможность перехода на полёт по изображению и магнитному курсу в любой момент.
  7. Записывать журнал полёта с высокой частотой для последующего анализа.

Организационная мера. Перед полётом фиксируются контрольные ориентиры на маршруте с известными координатами. Экипаж периодически сверяет изображение с ожидаемым видом ориентира. Это простейший и наиболее надёжный способ обнаружения подмены, не требующий дополнительного оборудования.

↑ К оглавлению

4. Практическая работа

Практическая работа 4.3

Цель. Освоить контроль достоверности координат по независимым источникам. Работа выполняется без излучения.

Порядок выполнения.

  1. Подготовить перечень из пяти контрольных ориентиров на планируемом маршруте с указанием координат и описанием вида с воздуха.
  2. Выполнить полёт по маршруту, на каждом ориентире сверяя изображение с описанием и фиксируя показания координат.
  3. Записать в журнал расхождение барометрической высоты и высоты по спутниковой навигации на каждом ориентире.
  4. После полёта построить график расхождения путевой скорости по спутниковой навигации и по инерциальной системе.
  5. Определить типовую величину расхождений в нормальных условиях: именно она служит порогом для обнаружения подмены.

Критерий выполнения. Установлены типовые значения расхождений независимых источников в нормальных условиях. Составлен перечень контрольных ориентиров, пригодный для повторного применения.

4.1 Ограничения материала

В настоящем разделе намеренно не приводятся сведения о построении источников подменных сигналов. Передача сигналов, имитирующих навигационные, запрещена законодательством и влечёт уголовную ответственность. Материал изложен исключительно в объёме, необходимом для обнаружения воздействия и защиты собственной техники.

↑ К оглавлению

5. Проверьте себя

  1. Чем подмена навигационного сигнала опаснее подавления?
  2. По каким независимым источникам контролируется достоверность координат?
  3. Какое расхождение барометрической и спутниковой высоты считается тревожным?
  4. Почему приём сигналов нескольких навигационных систем повышает защищённость?
  5. Какая организационная мера обнаружения подмены не требует оборудования?

Контрольный перечень

↑ К оглавлению

6. Источники

  1. Рекомендация Международного союза электросвязи ITU-R M.1903.
  2. Документация ArduPilot, раздел о контроле соответствия показаний датчиков.
  3. Каплан Э., Хегарти К. Основы GPS: принципы и применение.

Проверено: 20.09.2026

↑ К оглавлению
  • мод. : Понедельник, 21 сентября 2026