Trimble Maxwell 7: защита от спуфинга

Первая часть материала об уникальных возможностях GNSS архитектуры последнего поколения Trimble Maxwell 7 посвящена защите GNSS приемников Trimble от спуфинга.

Trimble Maxwell 7: защита от спуфинга

Современные GNSS приемники Trimble надежно защищены от спуфинга

Разрабатывая технологию Maxwell 7, Trimble внес в нее сразу несколько технических инноваций, позволяющих повысить качество своих приемников. В этой статье дан обзор, как приемники Trimble защищены от одной из угроз – спуфинга или намеренного искажения GNSS сигналов. Ложные или имитированные сигналы потенциально могут приводить к ошибкам вычисления координат во много километров. Не надо путать спуфинг с радиопомехами, которые также мешают позиционированию, передавая мощные нежелательные сигналы и перегружают процессор GNSS сигналов. Однако помехи, хотя и создают трудности приемнику при вычислении координат, в общем случае не приводят к ошибочным координатам.

Что такое GNSS спуфинг?

GNSS приемники отслеживают спутниковые сигналы очень малой мощности. С появлением недорогих программируемых радиопередатчиков стало возможным передавать имитированный сигнал, который приемник может принять за истинный. В зависимости от сложности имитатора это может приводить к различным ошибкам при вычислении координат и времени. И хотя в Trimble пока не отмечают заметного влияния спуфинга на высокоточные приложения, тем не менее такая активность может повыситься в будущем.

Что делает Trimble для борьбы с GNSS спуфингом?

Приемники Trimble со встроенным чипсетом Maxwell 7 имеют несколько уровней защиты от спуфинга. Технология Maxwell7 включает в себя ASIC, RF и процессор Trimble следующего поколения. Вместе они обеспечивают устойчивое позиционирование, включая в обработку сигналов всех GNSS созвездий данные дополнительных датчиков. В настоящий момент защита от спуфинга обеспечивается по следующим направлениям:

Отбраковка имитированных сигналов с помощью цифровой обработки (DSP). Улучшенный алгоритм отслеживания выделяет несколько сигналов от каждого спутника и гарантирует отслеживание только истинных сигналов. Имитированный сигнал обычно выглядит как сильный вторичный пик корреляции, который отслеживающий его канал изолирует и отбрасывает, прежде чем он будет учтен при позиционировании.

Контроль спутниковых данных. Сохраняя запись истории орбитальных параметров, передаваемых каждым спутником, Trimble может определить, когда они неожиданно изменились или вышли за надлежащие границы. Технология Trimble Maxwell7 также способна вести перекрестный контроль орбитальных параметров из различных источников (например, GPS L1 LNAV сравнивается с L2C и L5 CNAV).

Улучшенный алгоритм автономного контроля целостности системы (RAIM). С большим числом избыточности приемник имеет возможность определять измерения, которые явно не соответствуют вычисленному решению. Каждый вновь отслеживаемый спутник перед включением в решение сначала проходит дополнительные тесты, и немедленно удаляется из решения, если их не проходит. RAIM также выполняется между GNSS созвездиями, с полным отбрасыванием системы при необходимости. Также рассматривается вариант, когда спуфингу подвержены отдельные созвездия. Например, если имитируется только GPS, то вычисляется несколько наборов координат по подмножеству измерений ГЛОНАСС, BeiDou, Galileo, QZSS, NavIC и SBAS, после чего приемник может принять решение отбросить GPS измерения.

Контроль корректности координат. Если приемник определил, что координаты изменились на нереалистичную величину по сравнению с последними вычисленными координатами, то это также является одним из индикаторов спуфинга.

Ограничение окна поиска спутников. Используя свежую информацию об орбитах, GNSS приемник ограничивает окно поиска для повторного захвата временно потерянного спутника, и препятствует спуфинговой атаке.

Вывод

Trimble ожидает увеличение использования спуфинга в будущем. Потенциально это может привести к большим проблемам в критически важных задачах. Поэтому высокоточные приемники Trimble оснащены современной технологией Maxwell 7, позволяющей им идентифицировать и удалять нежелательные сигналы. По мере того как спуфинг будет становиться все более изощренным, технологии Trimble будут расширять способы борьбы с ним. Пользователи всегда могут быть уверены в высокой точности и достоверности результатов с оборудованием Trimble.