Спутниковая навигация стала незаменимой в нашей повседневной жизни и используется во множестве приложений: от управления самолетами и беспилотными автомобилями до мониторинга запасов воды и реагирования на чрезвычайные ситуации. Но эти системы потенциально уязвимы к помехам и спуфингу (отправке ложных данных с целью ввести пользователей в заблуждение относительно их местоположения), поскольку их сигнал на земле не очень сильный, а большинство характеристик общедоступны.

С 18 по 22 сентября команда ЕКА участвовала в одной из крупнейших в мире кампаний по тестированию помех, норвежской Jammertest, вместе с десятками представителей  правительственных учреждений, промышленности и научных кругов. Автомобиль для испытаний телекоммуникаций и навигации, обычно базирующийся в ESTEC в нидерландском Нордвейке, был отправлен в Норвегию для своей первой зарубежной миссии.

Остров Андёйя, отдаленный район на севере Норвегии, был превращен во временную лабораторию под открытым небом, где организаторы в контролируемой среде создавали помехи сигналу Глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS).

Испытательный стенд ЕКА был модернизирован для этого приключения: его оснастили различными приемниками, антеннами от самых сложных до коммерчески доступных, оборудованием для мониторинга и устройствами защиты от помех. Также на нем была установлена инерциальная навигационная система, которая служила "источником истины", независимым эталоном относительного позиционирования для сравнения показаний приборов с фактическим положением транспортного средства. В дополнение к этому, фургон также имел электронную систему поддержки и специальные батареи для питания инструментов, а также большое количество радиочастотного оборудования.

Приборы позволили инженерам-навигаторам ESTEC протестировать работу систем спутниковой навигации и их устойчивость к помехам, а также к спуфингу и меаконингу, приему, при котором сигналы перехватываются и ретранслируются, чтобы сбить получателя с толку. Команда также оценила возможности систем мониторинга и смягчения последствий.

Испытательный полигон и без того был сложным вызовом для систем спутниковой навигации: расположение в высоких широтах означает, что в местном небе видно меньше спутников по сравнению с южными районами, а потенциальная ионосферная активность также может мешать сигналам.

Экспериментируем с европейскими инновациями

Среди протестированного оборудования были устройства, разработанные в рамках Программы инноваций и поддержки навигации ЕКА (NAVISP), которая направлена ​​на разработку новых технологий и услуг позиционирования, навигации и синхронизации для повышения промышленной конкурентоспособности государств-членов.

Команда развернула портативную компактную систему обнаружения радиочастотных помех (RFI), разработанную SINTEF в рамках проекта ARFIDAAS: Advanced RFI Detection, Alerting and Analysis System. Это устройство может записывать, анализировать и классифицировать мешающие сигналы сразу после их обнаружения. ARFIDAAS использовалась для сканирования электромагнитной среды перед началом каждого сеанса тестирования с целью обнаружения помех, не связанных с кампанией, и получения базовой линии.

Команда ЕКА также протестировала демонстрационный приемник, разработанный FocalPoint, финансируемый NAVISP. В этом устройстве используется запатентованная технология Supercorrelation, которая повышает точность, чувствительность и целостность GNSS, улучшая устойчивость к атакам, а также позволяет сканировать небо и обнаруживать ложные сигналы.

В рамках NAVISP Industry Days, которые пройдут 7 и 8 ноября в ESTEC, будут представлены две презентации Jammertest, где участники смогут узнать больше о мероприятии и опыте команды в Андёйе, в том числе о том, как они преодолели такие проблемы, как ветер скоростью до 100 километров в час и стадо диких баранов, тормозящее колонну во время испытаний.

Галилей устоял

Система Galileo проходит обширные испытания в контролируемых условиях с использованием оборудования для моделирования. Кампании по тестированию на открытом воздухе, такие как Jammertest, предоставляют ЕКА уникальную возможность дополнить лабораторные проверки реальным опытом и обеспечить цикл непрерывного совершенствования, который позволит защитить системы от уязвимостей.

"Этим тестом мы замыкаем цикл: мы смогли протестировать работу различных приемников GNSS и теперь можем предоставить обратную связь команде разработчиков системы Galileo", — говорит инженер радионавигации Ксурхо Отеро Вильамиде.

За пять дней тестирования были собраны терабайты данных. Теперь ученые смогут воспроизвести и изучить результаты. Инженер Лучано Мусумечи добавляет: "Основной целью кампании было собрать обширную базу информации для будущего использования, например, для поддержки внутренних исследований и разработок. Это успешно реализовано: мы сможем применять эти данные еще долгие годы".