Nawigacja satelitarna jest bardziej wrażliwa na zniszczenie niż kiedykolwiek wcześniej: dlaczego odporność systemów PNT ma coraz większe znaczenie

Nawigacja satelitarna stała się nieodłączną częścią naszej nowoczesnej infrastruktury. Łatwo pomyśleć, że chodzi tu przede wszystkim o technologię zastosowaną w naszych telefonach i systemach nawigacji samochodowej, jednak informacje dotyczące pozycjonowania, nawigacji i wyznaczania czasu (PNT), dostarczane przez systemy nawigacji satelitarnej (GNSS), mają kluczowe znaczenie dla wszystkich dziedzin – od transportu i telekomunikacji po sieci energetyczne i systemy finansowe. W raporcie London Economics z 2021. oszacowano, że koszt dla gospodarki Wielkiej Brytanii wynikający z 24-godzinnej przerwy w działaniu usług nawigacji satelitarnej wyniósłby 1,42 mld funtów. Jednak, jako że zazwyczaj działają one bez zarzutu w tle, rzadko kiedy zastanawiamy się nad tym, jak bardzo staliśmy się od nich zależni.

Rosnące zagrożenie dla systemu GNSS

Żyjemy w niebezpiecznym świecie. Zawsze, gdy występuje zależność, uzasadnione jest założenie, że pojawią się zagrożenia, a jeśli występują zarówno zależność, jak i zagrożenie, ryzyko jest niepodważalne. W GMV specjalizujemy się w pomaganiu organizacjom w zarządzaniu ryzykiem związanym z PNT, co wymaga zrozumienia nie tylko zależności, ale i zagrożeń.

Jednym z największych zagrożeń dla systemu GNSS są zakłócenia. Niezależnie od tego, czy chodzi o zakłócenia (jamming), podszywanie się (spoofing), czy po prostu szum tła, sygnały radiowe mogą zakłócać sposób, w jaki urządzenia GNSS przetwarzają sygnały oraz generują informacje o pozycji i czasie. Zakłócenia w systemach GNSS były w ostatnich latach tematem wielu doniesień medialnych, ponieważ stały się stałym zagrożeniem w Europie Wschodniej i na Bliskim Wschodzie. W interesującym raporcie opublikowanym przez Ops Group w 2024. odnotowano wzrost liczby przypadków podszywania się pod inne osoby na pokładach samolotów oraz różne sposoby, w jakie zjawisko to może wpływać na systemy pokładowe. 

Co pokazały wydarzenia z 2019 roku

Firma GMV od ponad 10 lat monitoruje zakłócenia w systemach GNSS i zarejestrowała miliony przypadków zakłóceń, zarówno tych o dużej, jak i o niewielkiej skali. Jednak w 2019 roku nasze jednostki monitorujące rozmieszczone w całej Europie wykryły szczególnie nietypowe zdarzenia, które pomagają nam lepiej zrozumieć coraz bardziej złożone środowisko zagrożeń związanych z częstotliwościami radiowymi.

To, co sprawiło, że zdarzenia te były szczególnie interesujące, to fakt, że można było zaobserwować, jak zachodziły one niemal jednocześnie w wielu czujnikach oddalonych od siebie o tysiące kilometrów. Nigdy wcześniej nie widzieliśmy czegoś takiego, a to wskazywało na nowe zjawisko. Odległość geograficzna między nimi wskazywała na jedną z trzech możliwości: awarię naszych systemów; sieć nadajników rozmieszczonych w całej Europie, które nadawały jednocześnie; lub źródło, które nie pochodziło z Ziemi. Cóż, gdy wykluczysz to, co niemożliwe, prawdziwe musi się okazać to, co pozostanie, bez względu na to, jak mało prawdopodobnie by to nie brzmiało. Sprawdziliśmy nasz sprzęt, wykluczyliśmy źródła emisji z Ziemi i dzięki temu ustaliliśmy, że chodziło o zakłócenia pochodzące z kosmosu.

Dalsze badania przeprowadzone przez University of Texas, poparte naszymi własnymi, niezależnymi wnioskami, wykazały, że źródłem sygnału były satelity rosyjskiej konstelacji EKS, zaprojektowane w celu zapewniania wczesnego ostrzegania o wystrzeleniu pocisków balistycznych. Dane wskazują, że transmisje te były celowe i miały miejsce na częstotliwościach wykorzystywanych przez systemy GNSS. Nie możemy z całą pewnością stwierdzić, czy intencje były złośliwe, ani nie wiemy, czy zaobserwowane dotychczas zakłócenia o niskiej mocy stanowią granicę możliwości transmisyjnych systemu EKS, a tajny charakter programu EKS oznacza, że być może nigdy się tego nie dowiemy. Jednak jak dotąd nie dysponujemy dowodami na to, że sygnały te kiedykolwiek powodowały zakłócenia w odbiornikach GNSS. Pozostała nam tylko groźba – jedna z wielu – i ryzyko.

Od podnoszenia świadomości na temat zagrożeń do zarządzania ryzykiem

Wiedza ta ma zasadnicze znaczenie w kontekście podejmowania świadomych decyzji dotyczących zarządzania ryzykiem. Jeśli uda nam się zrozumieć to zagrożenie i jego konsekwencje, będziemy w stanie określić najskuteczniejsze i najbardziej efektywne sposoby ograniczenia ryzyka. Może to polegać na tworzeniu kopii zapasowych, monitorowaniu potencjalnych zagrożeń, wdrażaniu szkoleń i procedur, wykupieniu ubezpieczenia… albo po prostu na braku jakichkolwiek działań. Wiedza to potęga.

To stwierdzenie to nic nowego; współczesna teoria zarządzania ryzykiem powstała w latach 50., ale stanowi jedynie sformalizowanie i rozszerzenie naturalnej ludzkiej intuicji. Jednak, choć może się to wydawać niewiarygodne, dla PNT jest to nowość. Przez długi czas ignorowano te zagrożenia, a ryzyko stale rosło. Jak to się mówi: niewiedza to błogosławieństwo, ale dla wielu staje się ona problemem. W ubiegłym roku hiszpański Królewski Instytut Nawigacji, przy wsparciu firmy GMV i innych podmiotów, opublikował dobre praktyki oraz listę kontrolną dotyczącą odporności systemów PNT, zawierającą pierwszy zestaw prostych kroków, które mogą podjąć organizacje.

Wspieranie odporności PNT

W przypadku większości organizacji wyjście poza pierwsze etapy będzie wymagało pomocy ekspertów. Właśnie w tym momencie do akcji wkraczają takie firmy jak GMV. Dysponujemy bogatym doświadczeniem i wiedzą w zakresie zagrożeń i zależności, a także narzędziami niezbędnymi do przeprowadzenia dogłębnej analizy, oceny potencjalnego wpływu zagrożeń na systemy krytyczne oraz zrozumienia złożonych zachowań systemów złożonych. Ponadto dysponujemy dogłębną wiedzą na temat technologii, architektur, procesów, szkoleń i nadzoru, które pomogą ograniczyć te zagrożenia.

Ostatecznie właśnie na tym polega odporność systemu PNT: nie należy zakładać, że nawigacja satelitarna będzie zawsze dostępna, lecz należy przygotować systemy tak, aby działały bezpiecznie i niezawodnie nawet wtedy, gdy stanie się niedostępna.

Poprzez świadome zarządzanie ryzykiem związanym z PNT chcemy zagwarantować, aby dane dotyczące lokalizacji i synchronizacji pozwalały przedsiębiorstwom oraz rządom prosperować i wyróżniać się, a także aby ograniczanie ryzyka nie stało się niepotrzebnym kosztem czy obciążeniem.

Zakłócenia, które badamy od 2019 roku, po raz kolejny przypominają nam, dlaczego jest to ważne. W miarę jak coraz więcej sektorów uzależnia się od precyzyjnego pozycjonowania i synchronizacji, odporność systemu PNT należy w coraz większym stopniu traktować jako kluczowy element właściwego zarządzania infrastrukturą krajową.

Nie chodzi już o to, czy wystąpią zakłócenia w systemie GNSS. Pytanie brzmi: czy jesteśmy na to gotowi?

Autor(ka): Richard Bowden