Как работает GPS и как его заглушить

Стив Петри — журналист, бывший компьютерный инженер, полагает, что технология GPS, используемая чаще всего в интеллектуальных транспортных системах, уязвима. Почему об этом почти никто не задумывается?

GPS — это «глобальная система позиционирования». Для общего использования ее открыли в 2000 году и сегодня она давно считается чем-то неотъемлемым в нашей жизни. В море, на суше, в воздухе. GPS-модули можно встретить буквально в любой современной электронике, автомобильных системах, профессиональном узкопрофильном оборудовании.

Почему GPS легко заглушить

Как все работает:

1. На нашу планету GPS-сигнал поступает от 24 космических аппаратов (спутников), которые находятся на орбите на высоте 20 тыс. км.
2. GPS-приемник настраивается на 4 спутника, определяет расстояние до каждого из них, опираясь на время, нужное для отправки данных, и скорость света.
3. Потом приемник определяет свое 3-мерное месторасположение в пространстве относительно этих 4-х спутников и нашей планеты.

Все дело в том, что сигнал GPS может ослабевать. И чем он будет слабее, тем больше он будет подвержен прерыванию путем атаки с использованием специальных устройств, которые генерируют шумы (глушение).

Мощность GPS-сигнала, который принимается приемником на Земле, в 5 000 миллиардов раз слабее самого слабого DSRC-сигнала (радиочастотный сигнал для обеспечения V2V-связи в сетях малого радиуса действия).

Инженерные компании, власти, сообщества и ассоциации, имеющие отношение к интеллектуальным транспортным системам (ИТС), бросают практически все свои силы на противостояние серьезной уязвимости GPS, ведь враждебные государства могут применять относительно недорогие и крайне эффективные методы глушения частот с применением помех.

Более того, GPS крайне привлекательна для враждебных государств, так как отличается большой асимметрией и возможностью использовать скромные ресурсы для разрушительного воздействия на нее. Конечно, террористические акты, сопровождающиеся насилием и человеческим жертвами, гораздо серьезнее глушения GPS, но если эту сеть все же удастся «вывести из строя» на большой территории, это принесет крайне много неудобств и серьезных проблем для определенных компаний и людей.

Чем можно заглушить GPS

GPS-глушилки небольшого радиуса действия можно даже приобрести в специализированном магазине. Одно из наиболее распространенных устройств такого плана умеет подавлять выходные сигналы мощностью 0,960 Ватт, чего вполне достаточно для глушения GPS. Радиус работы таких устройств обычно составляет порядка 15–40 метров.

Исходя из всего вышенаписанного возникает вполне логичный вопрос: какой максимальный радиус действия будет у устройства для глушения GPS, которое в теории может использовать враждебное государство? То есть, что нужно для того, чтобы перекрыть прием GPS-сигнала на большой территории?

Ответ следующий: враждебное государство может всего за 500 долларов приобрести специальный генератор помех на 3 кВт, а также купить за 10 000 долларов подержанный фургон со стеклопластиковыми стенами и заглушить GPS в радиусе 1,5 километра на какой-либо местности.

Более того, каждый уважающий себя электронщик-самоучка или инженер, техник и т. д. за свою практику пытается разработать и собрать устройства для глушения сигналов, исходящих от оборудования стоимостью в сотни тысяч долларов. Но чаще всего такие глушилки создаются просто так, ради эксперимента.

Если же речь идет о реальной профессиональной враждебной группировке, то они будут использовать глушители большого радиуса действия. Если, к примеру, использовать такое оборудование на скоростной трассе, это может привести к серьезным нарушениям машинопотока.

Для реализации задуманного понадобится лишь использовать пару антенн параболической формы, установленных друг напротив друга, которые помогут сфокусировать всю мощь помех в двух направлениях — вдоль оси движения автомобилей.

При этом, вместо стекловолоконного фургона прямоугольной формы можно использовать небольшое транспортное средство с тонированными окнами, которые будут надежно маскировать направленные параболические антенны. Причем, в таком транспортном средстве можно без проблем разместить дополнительный (вдобавок к тому, который питает электронику авто) тяговой аккумулятор емкостью 9 А/часов, что позволяет использовать глушитель мощностью 3 кВт на протяжении 3-х часов.

Последствия глушения GPS и как их предотвратить

Если враждебная группировка решит развязать серию атак, которые получат огласку в широких кругах, уязвимость технологии будет продемонстрирована максимально наглядно. А ведь сегодня в Сети можно найти множество сообществ в социальных сетях, тем на форумах, блогов и т. п., где есть недовольные (например, сторонники теорий заговора), которые в теории и могут объединиться в такие враждебные группы. Причем, собрать глушилку GPS сможет буквально любой человек, понимающий основы радиоэлектроники.

Кроме того, обнаружить источник сигнала, который глушит GPS, практически нереально. Поэтому сфера защиты GPS-сетей сначала должна быть укомплектована специальным оборудованием, которое определяет месторасположение глушилки методом триангуляции.

А если оборудование, заглушающее GPS, будет перемещаться? Это серьезно усложняет его обнаружение и властям придется привлекать на помощь добровольцев, которые имеют смартфоны с GPS-приемниками. Как в теории все это можно организовать:

1. Установить на смартфоны специальное приложение, которое будет отправлять на центральный компьютер данные о точном месте и времени начала потери сигнала GPS.
2. Центральный компьютер будет проводить расчет и составлять карту зон возникновения помех в режиме реального времени, что и поможет понять, где конкретно находятся злоумышленники.

Более того, многие современные смартфоны оснащены инерциальными датчиками (гироскопы, акселерометры), которые применяются для определения перемещения во время отсутствия GPS-сигнала. Но эти устройства не отличаются надежностью, ведь при их работе часто возникает эффект дрейфа, требующий корректировки с применением GPS-сигнала.

Если сегодня не обратить внимание на уязвимость GPS-систем, возможно, в скором будущем фраза «нет GPS» или «пропал GPS» станет такой же распространенной, как и современные «нет сигнала сети» и «пропал Wi-Fi». Поэтому с риском глушения GPS нужно срочно что-то делать и в первую очередь этим вопросом должны заниматься крупные корпорации и мировые власти.