Witaj: Niezalogowany | LOGOWANIE | REJESTRACJA
Czy GPS się myli?
Wysłane przez Grzegorz GPS Św... w 23-07-2022 [11:03]
Co jakiś czas środowisko żeglarzy obiegają doniesienia, jakoby były obszary na świecie (u nas dotyczy to głównie Bałtyku), na których system nawigacji satelitarnej pokazuje błędną pozycję. Ostatnio krążą informacje, jakoby nawigacja była zafałszowana w północnej Norwegii.
Motto: Noblesse-nickesse oblige...
Ludzie to tłumaczą tym, że ponieważ trwa wojna na Ukrainie, to różne państwa, a w szczególności Rosja i USA, przekłamują wyznaczanie pozycji na niektórych, szczególnie ważnych strategicznie, obszarach. Więc żeglarze zastanawiają się, czy nie wrócić do tradycyjnej nawigacji.
W większości takie informacje to są fejki, albo przekłamania w sformułowaniach. Oczywiście tradycyjną nawigację zawsze warto znać, warto mieć na łodzi kompas, chronometr i sekstant. Ale z myleniem się nawigacji satelitarnej nie jest tak prosto – ten system jest bardzo trudno zmylić.
Ogólnie chodzi o GNSS (Global Navigation Satellite Systems). GPS jest jednym z elementów – to wojskowy systemem amerykański. Drugim jest Glonass – wojskowy system rosyjski. Europa rozwija cywilny system Galileo. Musk już wdraża Starlink, a Chiny Beidou. Zakłócać można wszystkie te systemy na raz, nadając na ich częstotliwościach, ale przekłamywać trzeba każdy z osobna w inny sposób.
Sygnały od satelitów można lokalnie tylko zagłuszyć. Efektem będzie to, że odbiorniki w danym obszarze będą pokazywać brak sygnału. To się nazywa "jamming". To może być celowe lub naturalne. Działa na takim obszarze, na jakim ktoś jest w stanie zagłuszyć – wielkość obszaru zależy od siły i wysokości nadajnika zagłuszającego. Zjawiska naturalne w jonosferze mogą zagłuszyć czy zmylić sygnał na bardzo dużym obszarze typu cały kontynent, dużo mniejszy obszar będzie zagłuszany z samolotu, a jeszcze mniejszy z wieży na ziemi.
Algorytmy liczące pozycję geograficzną uwzględniają zakłócenia w ziemskiej atmosferze, bo w sygnale dostają też aktualny stan pogody, która się zmienia i zmienia prędkość rozchodzenia się fal. Więc zjawiska naturalne powodujące błędy mogą być korygowane tak, by nie wpływały na dokładność wyznaczania pozycji.
Oszukiwać czy przekłamywać można tylko globalnie, czyli tak, że wszyscy na bardzo dużym obszarze, z którego widać oszukujące satelity (czyli na dużej części półkuli) zostaną tak samo zmyleni. Zmylenie pozycji o sto metrów gdzieś na Bałtyku, zmyli też wszystkie odbiorniki w prawie wszystkich państwach w Europie. Taki zmylony sygnał musi biec z satelitów. Więc może to zrobić operator systemu, albo hacker, który się do tego włamie. Niemniej oszustwo będzie globalne – nie można go zrobić tylko na małym, wybrany obszarze.
Z nadajnika naziemnego można oszukać tylko jeden odbiornik, który się śledzi na radarze. Ale wtedy wszystkie inne w innych miejscach na obszarze, gdzie oszukiwanie ma silniejszy sygnał niż satelity zgłoszą błąd. To się nazywa "spoofing" i jest bardzo kosztowne – kosztuje tyle, ile precyzyjny radar dużego zasięgu, silna antena kierunkowa i odpowiednio duża moc obliczeniowa czasu rzeczywistego – tym większa, im szybsze manewry wykonuje oszukiwany. To jest bardzo trudne, bo wymaga przewidywania ruchów oszukiwanego.
Znane jest też pojęcie oszukiwania poprzez nagrywanie sygnałów z satelitów i nadawanie z opóźnieniem silniejszym sygnałem. To się nazywa "meaconing" - takie coś każdy odbiornik łatwo rozpozna jako błędy sygnał. Nagranie sygnału z satelitów, a potem odtworzenie, spowoduje, że odbiornik wyliczy czas, pozycję i ruchy takie, jakie miał rekorder w momencie nagrywania. Więc jeśli rekorder stał, a my idziemy, to GPS odbierając nagranie z rekordera, pokaże nam, że stoimy, więc się oszukać nie damy. Oszukać się da tylko wtedy, gdy rekorder widzi nas i powtarza nasze ruchy w innym miejscu – nasz GPS pokaże po prostu ruchy meaconingującego rekordera.
Więc jeśli w jakimś miejscu wielkości powiedzmy Bornholmu, ktoś stale, albo co jakiś czas, obserwuje problemy z wyznaczeniem pozycji poprzez któryś system satelitarny, to może to być tylko "jamming". Na obszarach nieobjętych wojną to nie ma sensu - albo to są ćwiczenia. Odbieranie błędnej pozycji, czyli "spoofing" lub "meaconing" jest łatwe do wykrycia. Wszystkie relacje o tym, że w jakichś miejscach odbiorniki GPS się mylą, to są błędy ludzkie typu "głuchy telefon". Po prostu jakiś laik, najczęściej dziennikarz, zamienia słowa typu "zakłócenia" na "błędne pozycje", bo ich nie odróżnia i zmienia sformułowania w celach stylistycznych, by się nie powtarzać.
Oczywiście błędy mogą tkwić w samym odbiorniku. Gdy jakiś źle działa, albo jest zarażony wirusem, to może to powodować podawanie błędnej pozycji, ale to będzie dotyczyć tylko konkretnego odbiornika. Niemniej to łatwo sprawdzić, bo dziś każdy ma smartfona i można porównać wskazania łódkowego odbiornika z kilkoma smartfonami załogi i wyjdzie łatwo, kto ma popsuty, marny czy zawirusowany odbiornik.
Więc nie dawajcie się nabierać na fejknjusy jakoby nawigacja satelitarna się myliła. Te systemy się nie mylą – mają tylko celowo zmniejszoną dokładność do kilku, czasem kilkunastu metrów, przez operatora, który taki mniej precyzyjny sygnał udostępnia publicznie za darmo, a dokładny sygnał, mierzący pozycję co do centymetrów, wysyła zaszyfrowany dla celów militarnych i udostępnia sposób odkodowania tylko sojusznikom w konkretnych obiektach takich jak rakiety, statki, czołgi czy samoloty.
Współczesna broń, głównie rakiety, są odporne na lokalne zakłócenia sygnałów z satelitów, bo dodatkowo mają nawigację bezwładnościową, która wylicza położenie bez jakichkolwiek sygnałów z zewnątrz. A komputer samonaprowadzającej się rakiety zawsze zorientuje się, że sygnał jest zagłuszony albo oszukany, bo trudno jest taką rakietę namierzyć radarem, a nawet jak się namierzy, to trudno jest przewidywać jej manewry, co w oszukiwaniu jest niezbędne. Dodatkowo by oszukać, trzeba umieć nie tylko odszyfrować sygnał, ale też zaszyfrować, co jest praktycznie niemożliwe.
A mylenie się GPS-a w samochodach, to nie mylenie się systemu nawigacji, ale błędne mapy, albo tandetny czy popsuty odbiornik.
Grzegorz GPS Świderski
PS. Notki powiązane:
- GPS
- Twierdzenia o oszukiwaniu GPS-a
Tagi: gps65, gps, nawigacja, satelity, pomyłki, wyznaczanie pozycji, żeglarstwo
Komentarze
22-07-2022 [21:41] - wielkopolskizdzichu | Link: "Oszukiwać czy przekłamy
"Oszukiwać czy przekłamywać można tylko globalnie, czyli tak, że wszyscy na bardzo dużym obszarze, z którego widać oszukującego satelitę (czyli na dużej części półkuli) zostaną tak samo zmyleni. Zmylenie pozycji o sto metrów gdzieś na Bałtyku, zmyli też wszystkie odbiorniki w prawie wszystkich państwach w Europie. Taki zmylony sygnał musi biec z satelity."
To tak nie działa. Aby oszukać GPS odbiorcy potrzebny jest sygnał zawierający kłamliwą matrycę nadawcy z paru satelit. Schemat opisany wyżej był możliwy w czasach gdy przeciętny odbiornik GPS biegał po kanałach, obecnie nawet najprostszy odbiornik jest wielokanałowy.
22-07-2022 [23:07] - Grzegorz GPS Św... | Link: To nie ma znaczenia. Jak ktoś
To nie ma znaczenia. Jak ktoś się włamie do systemu, to do wszystkich satelitów, a nie jednego. Ja tylko zauważyłem, że oszukać może tylko operator systemu, albo hacker, który się włamie. Ale najbardziej istotne jest to, że oszustwo będzie globalne, a nie lokalne.
23-07-2022 [13:08] - Grzegorz GPS Św... | Link: By wszystko było formalnie
By wszystko było formalnie poprawne, zmieniłem w notce liczbę pojedynczą na mnogą.
25-07-2022 [08:08] - Kazimierz Kozio... | Link: system się nie myli. mylą się
system się nie myli. mylą się nawigatorzy wierząc w niezawodność systemu. system jest na tyle dokładny na ile zarządzajacy systemem zechce tej dokładności użyczyć amatorom zabawy a to zależy od uwarunkowań przede wszystkim militarnych w danym obszarze i czasie.
te wszystkie gadżety można przerobić na elektrozłom jedną komendą z centrum decyzyjnego. zakłócić albo zmylić system można skutecznie ale to są zaawansowane i tajne działania militarne. udane próby prawdopodobnie rosyjske już parę lat temu były na morzu czarnym, później na morzu żołtym robione albo przez kima albo przez chińczykow. nie wiadomo jak te zakłócenia się robi i nikt się nie przyzna że ma takie możliwości ponieważ w razie W to przede wszystkim cywilni użytkownicy poniosą konsekwencje od banalnych do katastrofalnych
26-07-2022 [02:31] - Grzegorz GPS Św... | Link: "te wszystkie gadżety można
"te wszystkie gadżety można przerobić na elektrozłom jedną komendą z centrum decyzyjnego. "
Ale nie ma jednego centrum decyzyjnego. Jest kilka systemów nawigacji satelitarnej. W notce kilka z nich wymieniłem. Dopiero zniszczenie ich wszystkich uczyni z wszystkich odbiorników złom. A to jest możliwe tylko w przypadku globalnej wojny jądrowej.
"zakłócić albo zmylić system można skutecznie"
W notce wyjaśniłem, że jest kolosalna różnica między zakłóceniem a zmyleniem. Zakłócać można lokalnie, a zmylać można tylko globalnie. Lokalnie można zmylić tylko jeden obiekt bardzo dużym kosztem — wszystkie obok będą tylko zakłócane.
"udane próby prawdopodobnie rosyjske już parę lat temu były na morzu czarnym, później na morzu żołtym"
Ale to były zakłócenia, a nie zmylenia. Zakłócenia są dość łatwe i nie potrzeba do tego żadnych wyrafinowanych, tajnych metod militarnych — zakłócić może każdy, wystarczy tylko odpowiednio silny nadajnik odpowiednio wysoko umieszczony. Im ma to większy obszar zająć i dłuższy czas trwać, tym będzie droższe. Ale nie da się zakłócić globalnie i bardzo długo, więc to żadnej wielkiej katastrofy nie wywoła.