¿El GPS está siendo atacado?

Los GNSS

GNSS (Global Navigation Satellite System) es el nombre genérico que reciben los distintos sistemas globales de navegación por satélite.

Las señales GNSS son proporcionadas por cuatro constelaciones de satélites de carácter global que son:

• GPS (EEUU)
  
• GLONASS (Rusia)
  
• GALILEO (Europa)
  
• BDS - BeiDou (China)
  

y dos regionales 

• QZSS Quasi-Zenith Satellite System (Japón)
  
• IRNSS  Indian Regional Navigation Satellite System (INdia)

que a menudo se complementan con los SBAS  Satellite Based Augmentation System o sistemas de aumentación basados en satélites, hay tres independientes pero compatibles :

• El sistema WAAS en Estados Unidos
• El sistema EGNOS European Geostationary Navigation Overlay Service  en Europa
• El sistema MSAS en Japón

Los sistemas SBAS se basan en la información que reciben estaciones terrenas de GPS que calculan los errores que tienen cada uno de los satélites y una vez procesados se envian a los satélites geoestacionarios (Hay 4 en funcionamiento) que emite esta información de correccción

Los GNSS permiten a un receptor que recibe sus señales (más de dos y tipicamente 4) conocer:

• su posición (longitud, latitud y altitud) sobre la Tierra con una gran precisión desde algunos metros hasta cm
• el tiempo con una gran precisión, por lo que se usa como patrón de tiempo
  

La mayoría de los satelites GNSS están en orbitas medias (MEO), a unos 20.000 km de altura sobre la tierra.

BEIDOU, GALILEO y  GPS trabajan con code division multiple access (CDMA), mientras que GLONASS por su parte usa  frequency division multiple access (FDMA) 

Fuente: Rohde-schwarz

 

EL GPS

El GPS Global Positioning System es el  sistema de posicionamiento global más popular a nivel mundial. Lo componen un totald e 72 satélites que operan en tres bandas:

• L1 con un ancho de banda de 15,3 MHz
• L2 con un ancho de banda de 11,0 MHz
• L5 con un ancho de banda de 12,5 MHz

 

Las frecuencias de transmisión son 1575,42 MHz (señal L1) y 1227,6 MHz (señal L2) y el nivel de señal con el que se recibe es muy debil del orden de −127 dBm pero suficiente para que lo detecten desde teléfonos móviles a sistemas de navegacion de vehiculos,o embarcaciones.

 

La precisión estandar del GPS es de 10-12 metros en un intervalo de confianza del 95% del tiempo y en modo DGPS (diferencial, basado en  SBAS)  de unos 1,7 metros el 50% del tiempo en el mejor de los casos y de menos de 2,5 metros como máximo en el 95% del tiempo en el peor

Fuente: rohde-schwarz

Qué se ha observado

En la primera semana de 2024 se ha observado ( según comenta @lemonodor) que la posición que facilitan las aeronaves al sistema ADS-B en ciertas partes del planeta aparecen alterada, concretamente en zonas próximas a Rusia y a Israel, y esto puede ser debido a una suplantación ("spoofed") del sistema GPS por ser este el mayoritariamente utilizan los dispositivos ADS-B que llevan instaladas todas las aeronaves civiles.

De esta forma observando los "errores" de posicionamiento de las  aeronaves en ADS-B se puede inferir la existencia de suplantación de GPS a nivel global

Fuente: https://felt.com/map/GPS-Spoofing-Detected-in-ADS-B-Data-2024-01-01-through-2024-01-06-ez5O0GwoQHK0jXwhEtVkdD?loc=50.08,21.25,3.57z

Fuente: https://gpsjam.org/

 ¿Es algo nuevo?

No, pero ahora se dispone de un método para comprobar la frecuencia y extensión de estas prácticas que hasta el momento no transcendian a la opinión pública.

Hasta ahora la prensa recogía algunas filtraciones de las autoridades encargadas de la seguridad en el transporte aereo y mas raramente de las autoridades militares:

• "Sverige drabbat av stor GPS-störningUppdaterad 4 januari 2024" proporciona algunos datos más como que la agencia sueca de transporte detectó el primer problema el 18-12-2023 en el Sur de Suecia, en dias sucesivos se extendió a la región siendo los dias 25 y 26 de diciembre los de mayor incidencia, y que todo apunta a que Rusia está detras de este GPSJam
• Finland reports GPS disturbances in aircraft flying over Russia’s Kaliningrad The interference began soon after a meeting between presidents Sauli Niinistö and Joe Biden) 

Modos y usos

Hay que distingir entre:

• el jamming que son simples interferencias con el fin de que el receptor de GPS no pueda calcular su posición
• el spoofing que es la suplantación de la señal de forma que el receptor de GPS obtiene una posición incorrecta.
  

Técnicas de jamming tambien se utilizan para inhibir sistemas de localización de vehiculos:

• Por temas de seguridad (p.e. El vehiculo presidencial de EEUU lo incorpora  GPS Jamming Central London This Week – 11 Mile Radius)
• Por delincuencia para el robo de vehiculos (todos los vehiculos de alta gama llevan  GPS y un sistema de radio para informar de su localización) 
• Por fraude (En Londres se descubrio que se usaba para alteraralos recorridos y horas de conducción Out of sight Satellite positioning-data are vital—but the signal is surprisingly easy to disrupt).

La suplantación puede ser usada:

• Para crear zonas de exclusión de drones cerca de aeropuertos o de areas en conflicos pues hay que usan GPS para su navegación ("The Russians Installed A GPS-Jammer In Ukraine. The Ukrainians Blew It Up—With A GPS-Guided Bomb.")
• Como arma de guerra híbrida y así se había detectado puntualmente durante ejercicios militares o aconteciminetos politicos ("Suspected Russian GPS Jamming Risks Fresh Dangers In Black Sea Region")

 

Consecuencias

En principio no son un peligro para el tráfico aereo pues las aeronaves disponen de variso sistemas de navegación no siendo los GNSS y concretamente el GPS esencial. Si que es una molestia para los usuarios de sistemas de navegación en general.

Tambien se ven afectados los sistemas de tiempos que toman como patrón de tiempo  las señales de GPS (ya hemos visto como se vió afecada la bolsa de Londres en 2013)

Referencias

• Jamming JDAM: The Threat to US Munitions from Russian Electronic Warfare
  
• How to Deal with GPS Jamming and Spoofing
• GPS General Introduction ESA