Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2019, № 5 · RADIO ELECTRONICS RELATED PROBLEMS

Principles of detection of intentional jamming affecting the equipment of consumers of satellite radio navigation systems

K.K. Dao1,2, D.D. Stupin1,2, R.A. Shevchenko3,4

1 Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университе, Dolgoprudnyi
2 Moscow Institute of physics and technology (national research University) (MIPT), Institutsky lane, Russia
3 АО «РТИ им. А.Л.Минца», Moscow, Russia
4 JSC "RTI", Russia
Full text (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2019.5.14 EDN TCGMGM

Abstract

The article considers the impact of intentional jamming on the operation of receivers of satellite navigation systems of aircraft and methods of counteraction to jamming, including: - the classification of intentional jamming affecting the receivers of satellite navigation systems is given: "Energy" jamming - jamming designed to disrupt the operation of the receiver by suppressing a useful information signal and "Simulation" jamming ("Spoofing"-jamming) - jamming simulating signals of navigation satellites, as a result of which the receiver solves the navigation problem with determining the location and motion parameters of the consumer not corresponding to the actual; - the existing methods of formation of "Simulation" ("Spoofing") jamming and algorithms for their detection and neutralize are considered; - the optimal method for solving the problem of combating "Simulation" "Simulation" ("Spoofing") jamming - a method of integrated solution of the navigation problem with its mutual solution according to both satellite navigation systems and inertial navigation system and Autonomous radio systems (DISS, VOR/DME, landing and radio navigation radar).

  • спутниковые радионавигационные системы (СРНС)
  • навигационная аппаратура потребителей (НАП)
  • спуфинг-помеха (СП)
  • satellite radio navigation systems (SRNS)
  • consumer navigation equipment
  • spoofing jamming
Аннотация (на русском)

Принципы обнаружения преднамеренных помех, воздействующих на аппаратуру потребителей спутниковых радионавигационных систем

В статье рассмотрено влияние преднамеренных помех на работу приемников спутниковых навигационных систем летательных аппаратов (ЛА) и способы противодействия этим помехам, в том числе: - приведена классификация преднамеренных помех, воздействующих на приемники спутниковых навигационных систем: «Энергетические» помехи (jamming) - радиопомехи, предназначенные для нарушения функционирования приемника путем подавления полезного информационного сигнала и «Имитационные» помехи («Спуфинг»-помехи (spoofing)) - радиопомехи, имитирующие сигналы навигационных спутников, в результате приема которых в приемнике решается навигационная задача с определением местоположения и параметров движения потребителя, не соответствующих действительным; - рассмотрены существующие методы формирования «Имитационных» помех («Спуфинг»-помех (spoofing)) и алгоритмы их обнаружения и борьбы с ними; - предложен оптимальный для решаемой задачи метод борьбы с «Имитационными» помехами - метод комплексного решения навигационной задачи с использованием данных как от спутниковых навигационных систем, так и от инерциальной навигационной системы и автономных радиотехнических систем (ДИСС, РСБН, посадочные и радионавигационные РЛС).

For citation

Dao K.K., Stupin D.D., Shevchenko R.A. Principles of detection of intentional jamming affecting the equipment of consumers of satellite radio navigation systems // Journal of Radio Electronics. – 2019. – No. 5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.5.14

References

  1. Дятлов А.П., Дятлов П.А., Кульбикаян Б.Х. Радиоэлектронная борьба со спутниковыми радионавигационными системами. - М.: Радио и связь, 2004. 226 с.
  2. ГЛОНАСС Принципы построения и функционирования. Изд. 3-е, перераб. и доп. Под редакцией Перова Александра Ивановича и Харисова Владимира Назаровича. - М.: Радиотехника, 2005. 688 с.
  3. Романов А.С., Турлыков П.Ю. Исследование влияния имитирующих помех на аппаратуру потребителей навигационной информации. Труды МАИ. Выпуск № 86, 2016 г., стр. 1-8. Режим доступа www.mai.ru/science/trudy/
  4. Орёл Д.В. Анализ угроз функционирования аппаратуры гражданских потребителей глобальных спутниковых радионавигационных систем // Труды Северо-Кавказского филиала Московского технического университета связи и информатики. - Ростов-на-Дону: ПЦ «Университет» СКФ МТУСИ, 2011. - С. 44-48.
  5. Ali Jafarnia-Jahromi, Ali Broumandan, John Nielsen, and Gerard Lachapelle. GPS Vulnerability to Spoofing Threats and a Review of Antispoofing Techniques. International Journal of Navigation and Observation, Volume 2012, Article ID 127072, 15 pages. DOI http://dx.doi.org/10.1155/2012/127072.
  6. Lubbers B., Theunissen E., Oonincx P. Jamming and Spoofing: Effective Cyber Weapons Looking for a Defense. In: Ducheine P., Osinga F. (eds) Netherlands Annual Review of Military Studies 2017. NL ARMS (Netherlands Annual Review of Military Studies). T.M.C. Asser Press, The Hague.
  7. Humphreys T.E., Ledvina B.M., Psiaki M.L., et al. Spoofing threat assessment: development of a portable GPS satellite. Q: ion GNSS Proceedings of the 21st international technical meeting of the satellite unit, September 16-19, Savannah, Georgia. 2008. p.3.2314-2325.
  8. Magiera J., Katulski R. Detection and Mitigation of GPS Spoofing Based on Antenna Array Processing. Journal of Applied Research and Technology, 13(1), 45-57. Elsevier Ltd. Retrieved April 15, 2019. Available at https://www.learntechlib.org/p/198163/.
  9. Psiaki M.L., Humphreys T.E. GNSS Spoofing and Detection. Proc. IEEE 2016, 104, 1258-1270.
  10. Mark L. Psiaki, Brady W. O’Hanlon. Civilian GPS Spoofing Detection Based on Dual Receiver Correlation of Military Signals. Proceedings of ION GNSS 2011, the 24th International Technical Meeting of The Institute of Navigation, Portland, Oregon, September 19-23, 2011, pp. 2619-2645.
  11. Montgomery Yu. P., Humphreys T. E., Ledvina B. M. Autonomous receiver spoofing detection: experimental results of protecting an antenna with multiple antennas against a portable civil GPS trigger. Proceedings of Institute of navigation national technical meeting, 26-28 Jan, Anaheim, CA. 2009. p. 124-30.
  12. Renbiao Wu, Wenyi Wang, Dan Lu, Lu Wang, Qionggiong Jia. Adaptive Interference Mitigation of GNSS. Navigation: Science and Technology. DOI https://doi.org/10.1007/978-981-10-5571-3.