В прошлом году в районе Черного моря резко возросло количество сообщений о том, что ложные сигналы ставят под угрозу навигационные системы самолетов. Впервые об этом сообщила разведывательная организация OpsGroup. В отчетах упоминались ложные или заглушенные сигналы глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS), влияющие на гражданские сигналы GPS, в результате чего навигационные системы самолетов показывали отсутствующую или неточную информацию о местоположении.
Совсем недавно член OpsGroup сообщил, что 29 января столкнулся с подменой GPS после вылета из израильского международного аэропорта Бен-Гурион (LLBG). «Это продолжалось до границы РПИ (район полетной информации). УВД было уведомлено и вместо этого предоставило [нам] векторы».
GNSS — это всеобъемлющий термин, обозначающий любую спутниковую систему определения местоположения, навигации и времени (PNT), которая предоставляет информацию приемникам, таким как портативные устройства GPS и устройства, установленные в самолетах. Американская система GPS является одной из таких GNSS, а также существуют и другие, такие как европейская Galileo, российская ГЛОНАСС, китайская BeiDou и региональные системы в Японии и Индии. Приемники могут работать с несколькими системами GNSS или только с одной. Большинство приемников GNSS самолетов используют только GPS США, в то время как многие портативные приемники GNSS и часы с возможностями GNSS подключаются к нескольким системам.
Помехи GPS подавляют относительно слабые сигналы GNSS, а в США и многих других странах компрометация GNSS запрещена законом. Спуфинг — это не то же самое, что глушение, он более сложный: он заставляет приемник вычислить ложное положение, что может сбить самолет с желаемого курса. Многие современные системы авионики полагаются на GNSS, а помехи и спуфинг могут вызвать проблемы, выходящие за рамки навигации, например, отключение автопилота.
3 декабря 2022 года пилот разместил на форуме пилотов Phenom (для пилотов, управляющих самолетами Embraer Phenom 100 и 300) следующее сообщение: 1 декабря я вылетел из OPLA [Лахор, Пакистан]. Примерно на высоте 1500 [футов] я столкнулся с глушением GPS (или, возможно, спуфингом). Сбой GPS привел к отказу AHRS (автоматическая курсовая система) и, что наиболее важно, компас HSI начал вращаться с высокой скоростью и стал непригоден для использования, а автопилот… вышел из строя. AHRS не восстановился. Конечно, мы не летели со скоростью [меньше] 200 узлов и в горизонтальном положении в течение 5 минут. Нас больше волновало возвращение в аэропорт. В этой ситуации также отказали портативные GPS-устройства. Мы также получили немедленное предупреждение TAWS, которое пришлось отключить. Я не могу не подчеркнуть, насколько запутанным и сбивающим с толку был этот сценарий. Взлет, сбой GPS, предупреждение о столкновении TAWS, отключение автопилота, вращение компаса HSI — все одновременно».
По данным OpsGroup, которая ранее заявила, что получила около 50 сообщений о поддельных сигналах, влияющих на операторов самолетов, подмена GPS продолжает расширяться и усиливаться. Группа впервые забила тревогу по поводу инцидентов со спуфингом в сентябре прошлого года, сославшись на дюжину сообщений о самолетах, подвергавшихся ложным сигналам, когда они пролетали над Ираком недалеко от иранской границы. Во многих случаях это приводило к полной потере навигационных возможностей.
В конце октября поступили сообщения об операциях в восточном Средиземноморье, Египте и на подходе к Амману, Иордания. В этих случаях самолет показывал ложное положение, будучи неподвижным над LLBG (аэропорт им Бен-Гуриона), даже несмотря на то, что он находился на расстоянии 212 морских миль от этого района. Более недавние инциденты касались рейсов самолетов из LLBG, направлявшихся в Ливан.
Другие отчеты, на которые ссылается OpsGroup, включают в себя самолет Gulfstream G650, у которого произошел полный отказ навигационной системы при вылете из LLBG 25 октября. Экипаж сообщил: «УВД сообщило, что мы отклонились от курса, и предоставило векторы. В течение нескольких минут наше отклонение от расчетного местоположения (EPU) составило 99 морских миль, позиция FMS, IRS и GPS была ненадежной. Навигационная система посчитала, что он находится в 225 морских милях к югу от нашего нынешнего местоположения». Точно такой же инцидент был с самолетом Bombardier Global Express при вылете из LLBG, который получил ложное местоположение GPS, показывающее, что он находится над Бейрутом. В OpsGroup отметили, что экипаж сказал: «Диспетчер предупредил нас, что мы летим в запретную зону». Тем временем Boeing 777 в РПИ Каира столкнулся с 30-минутным спуфингом, при этом ложное положение показало, что самолет находился над LLBG.
Экспертов OpsGroup беспокоит то, что эти проблемы представляют собой «реальное открытие фундаментального недостатка в конструкции авионики». Если сигнал GPS о местоположении подделан, большинство самолетов не смогут это обнаружить». В некоторых случаях происходит потеря навигации, а в других ложные сигналы приводят к «трудно уловимому, необнаруженному ошибочному местоположению». В худших случаях последствия были серьезными: полная потеря бортовой навигации, требующей векторов УВД, отказ IRS [инерциальной системы отсчета] и незаметное отклонение от курса в сторону опасных зон и враждебного воздушного пространства. Отрасль не спешит бороться с этой проблемой, оставляя летные экипажи в одиночестве в поиске способов обнаружения и устранения подмены GPS».
По мнению OpsGroup, важной тактикой минимизации риска спуфинга является отслеживание внезапного увеличения EPU (отклонение от расчетного местоположения) на дисплеях кокпита (если таковые имеются). Подмена вызывает «скачок, поэтому значения EPU подскочили с 0,1 миль до 60 миль и более чем на 99 миль в быстром темпе». Кроме того, экипажи могут получить предупреждение EFIS, связанное с навигацией, а некоторые сразу перейдут в режим счисления пути. Еще одним ключом к разгадке является значительное изменение времени UTC на авиационных часах: в отчетах изменения варьировались от пары часов до 12-часовых изменений. OpsGroup советует, если это произойдет, экипажам следует как можно скорее отключить получение сигналов GPS, чтобы предотвратить более масштабные сбои в навигации, переключиться на обычные навигационные средства и сообщить о проблеме в УВД.
26 декабря грузовая авиакомпания UPS разослала пилотам «нотам компании», предупреждая о помехах и спуфинге в воздушном пространстве Азербайджана, а также над Черным, Красным морями и восточным Средиземноморьем. «UPS контактировала с Boeing по этому вопросу, и за этим активно следят Boeing, UPS, EASA и FAA». Нотам предупредил: «Ложные оповещения EGPWS [усовершенствованной системы предупреждения о сближении с землей] могут возникать во время или в любое время после подмены GPS из-за искажения высоты GPS в EGPWS. Отключение обновления GPS в FMS (бортовой компьютер) не защитит EGPWS от подделки». UPS попросила пилотов сфотографировать показания и представить отчет о событии. «В ближайшем будущем компания Boeing выпустит обновленный технический бюллетень по производству полетов, посвященный конкретным моделям», - отметил представитель UPS.
«Основной запасной вариант — это инерциальная система или [IRS]», - сказал Тодд Хамфрис, эксперт PNT и профессор Техасского университета в инженерной школе Кокрелла в Остине. «Когда это фиксируется, вы понимаете, что сама конструкция… кажется ошибочной. Другими словами, IRS не проверяет GPS дважды, а просто колеблется в периоды сбоев GPS. Если GPS указывает на наличие исправления, то IRS принимает это исправление без достаточного скептицизма и обновляет свое местоположение, скорость и все свои внутренние коэффициенты на основе этого исправления».
«Большинство бизнес-джетов имеют примерно три или два GPS-приемника и обычно как минимум две IRS. Другими словами, каждая из этих систем, которые якобы являются избыточными, подвержена одной и той же атаке, поэтому она почти не обеспечивает той избыточности, которую предполагали те, кто ее проектировал. Когда на все это влияет один и тот же источник и происходит общий сбой, тогда уровень безопасности и защищенности не соответствует ожидаемому».
Хамфрис на основе своих исследований смог точно определить истоки спуфинговых атак, одной из которых была восточная периферия Тегерана в Иране. «С тех пор очень похожие мошеннические атаки с аналогичными последствиями для бизнес-джетов стали довольно широко распространены в районе конфликта между Израилем и сектором Газа. Это могут быть кто-то из палестинских коллаборационистов или просто Армия обороны Израиля, пытающаяся защитить Израиль [от вражеских ракет с GPS-наведением]».
«Мне нравится говорить, что спуфинг — это новый вид помех, и я имею в виду, то что если у вас есть намерение отказать вашим противникам в обслуживании GPS, спуфинг — более мощное средство сделать это, чем просто помехи. Это потому, что вам не требуется такая большая мощность сигнала, чтобы заставить целевые приемники отображать ошибочную информацию или отображать какой-либо флаг, указывающий на неисправность по сравнению с помехами. При глушении приходится подавлять подлинные сигналы. При подмене вам нужны только сигналы той же величины, что и подлинные сигналы. Они попадают в один и тот же приемник. Затем получатель сбивается с толку, не может отличить, часто поднимает флажок и говорит: «Эй, я ухожу, вы не можете на меня положиться», а затем вам отказывают в обслуживании».
Помимо мер по снижению риска спуфинговых атак, над которыми работает отрасль, Хамфрис считает, что лучшим вариантом было бы упростить процесс сертификации авионики, особенно программно-определяемых радиостанций, которые гораздо легче быстро модернизировать. «Трудно опережать угрозы, если вы работаете с [технологическими] задержками в 20 лет. К сожалению, такова природа этого бизнеса. Но мы ждем, пока не произойдет что-то плохое, прежде чем что-то предпринять».
В январе EASA и Международная ассоциация воздушного транспорта провели семинар, чтобы поделиться информацией об инцидентах и мерах по устранению помех и спуфинга GNSS. Семинар пришел к выводу, что «вмешательство в работу спутниковых служб, предоставляющих информацию о точном местоположении самолета, может создать серьезные проблемы для авиационной безопасности». EASA также опубликовало Информационный бюллетень по безопасности 2022-02R2 по этой теме.
Производители авионики хорошо осведомлены о проблемах помех и спуфинга GNSS и работают над их устранением, как с помощью существующего оборудования, так и будущих продуктов. Фактически, существуют новые стандарты, которые решают эти проблемы, в том числе RTCA DO-384 и FAA TSO C220.
Подразделение компании Northrop Grumman, которое производит системы IRS для различных производителей самолетов, рассказала о том, как работают эти системы. «Инерциальная система не получает информацию GPS, а вычисляет положение исключительно на основе измерений инерциальных датчиков (в классической установке)», - пояснил менеджер по продукции коммерческой авиации Litef, подразделении Northrop Grumman, Клаус Блаттер. «Поскольку на эту информацию о местоположении не влияет GPS, она не подвержена подделке или помехам. Однако эта чисто инерциальная информация о местоположении может быть недостаточно точной для соблюдения требований RNP/RNAV в долгосрочной перспективе. Коррекция GPS выполняется на FMS. FMS также решает, будет ли она использовать скорректированную или нескорректированную информацию о местоположении IRS».
Современные IRS рассчитывают смешанное или гибридное решение GPS/IRS, добавил он, которое предоставляется FMS. «В случае потери GPS (т.е. помех) гибридное решение автоматически продолжает предоставлять информацию о местоположении на основе инерциальных измерений. Статус гибридного решения (например, отсутствие расширения GPS) также передается в FMS. Время, в течение которого может сохраняться определенный режим работы RNP/RNAV после потери GPS, зависит от характеристик инерциальной системы. Обычно инерционные системы, обеспечивающие гибридное решение, параллельно обеспечивают и чисто инерционное решение».
От того, как производитель самолета интегрирует авионику, зависит, смогут ли пилоты отключить вход GPS, если он скомпрометирован. «В инерциальных системах Litef с гибридным решением вход GPS можно отключить по командам», - сказал он. «Но это зависит от системного интегратора, если команда будет реализована в авионике».
Dassault Aviation
По словам инженера по поддержке пилотов Dassault Матиаса Пакье, помехи и спуфинг GNSS стали «горячей темой». Способ, которым Dassault настроил авионику Honeywell в своих бизнес-джетах, оснащенных EASy, заключается в том, чтобы не использовать гибридную функцию, которая использует GPS для обновления местоположения IRS. «Это не совсем то же самое на Falcon по сравнению с конкурентами», - сказал Пакье. «На практике это означает, что на Falcon при использовании входов IRS на этот вход не может повлиять подмена GPS. Поскольку мы не используем [гибридные входы], на FMS невозможно повлиять».
FMS Falcon выбирает датчик с наилучшим отклонением от расчетного местоположения (EPU), начиная с GPS. Если это скомпрометировано, FMS проверяет позицию IRS, а затем использует DME-DME или VOR-DME. Конечно, последнее требует, чтобы самолет находился в пределах досягаемости пригодных для использования наземных станций DME-DME или VOR-DME. Но в худшем случае, если IRS тоже выйдет из строя, FMS может продолжить навигацию по счислению пути.
Пилоты Falcon должны знать симптомы помех GPS, в том числе потерю синтетического зрения. «Это, наверное, легче всего обнаружить», - сказал он. «Это прямо перед пилотами». Следующим признаком будет сообщение CAS об ошибке выхода ADS-B, поскольку выход ADS-B зависит от GPS.
«Когда мы говорим о спуфинге, все становится сложнее», - сказал Пакье. Когда клиент столкнулся с подменой над провинцией Хатай в Турции, навигационная система показала самолет на расстоянии 70 морских миль от его фактического местоположения. Время UTC на дисплее пилота было неверным, что является хорошим признаком спуфинга, и FMS выдало сообщение «проверьте положение IRS». Без сообщения CAS или очевидного сообщения о неисправности пилотам может быть очень сложно осознать, что происходит.
Еще в апреле 2022 года Dassault выпустила бюллетень для операторов и рекомендует при полетах в районах, подверженных риску спуфинга, отменить выбор GPS 1 и 2 на странице навигационных датчиков. Это отменяет выбор входа GPS в FMS, поэтому FMS не использует GPS для обновлений навигации. «Даже если вас подделали, на FMS это не повлияет», - сказал он. «Покинув эту зону, вы можете повторно выбрать вход GPS».
Некоторые операторы (не только в Falcon) сообщают, что GPS не восстанавливается после спуфинга. Пилоты должны быть готовы к навигации с использованием источников, отличных от GPS. «Это создает оперативную проблему если им придется летать на большие расстояния без GPS. Это требует большей подготовки. 20 лет назад мы летали так, но сегодня нам неудобно летать без GPS», - сказал он.
Gulfstream
Компания Gulfstream Aerospace разослала эксплуатантам своих самолетов письмо по техническому обслуживанию, в котором сначала советует пилотам планировать полеты вне известных зон, где возникают помехи или спуфинг. «Если необходимо пролететь через такие районы, рассмотрите возможность использования наземных навигационных источников».
Оказав помощь в подготовке декабрьского информационного письма по обслуживанию Honeywell, компания Gulfstream также сотрудничает с Collins Aerospace, предоставляя аналогичную информацию эксплуатантам ее самолетов, оснащенных авионикой Collins.
Bombardier
По словам Bombardier, компания «очень активно информировала своих клиентов о реалиях подмены GPS. «В конце декабря 2023 года компания Bombardier выпустила информационный бюллетень для улучшения связи со всеми нашими клиентами, добавив его к FON (уведомлениям о выполнении рейсов), которые мы опубликовали ранее в том же году. Кроме того, в прошлом году мы опубликовали несколько обновлений в наших сообщениях для клиентов, чтобы проинформировать клиентов о проблеме. Мы также тесно сотрудничали с FAA и различными операторами, чтобы обеспечить им самую актуальную информацию».
Satcom Direct
Вместо добавления нового оборудования Satcom Direct предлагает клиентам технологию геолокации, использующую FlightDeck Freedom GeoServices. «Немногие ситуации могут быть более тревожными для летного экипажа, чем осознание того, что они внезапно не могут точно определить положение самолета», - заявили в компании. «Когда положение самолета больше невозможно определить правильно, становится труднее обеспечить эшелонирование и положение в небе, и риск политических осложнений значительно возрастает».
GeoServices предоставляет оповещения GeoNotification, когда самолет клиента приближается к региону, где произошли спуфинговые атаки, на основе настроек GeoFence в FlightDeck Freedom. «[Это] предоставляет пользователям заблаговременное предупреждение об опасности, позволяя им изменить курс и избежать потенциального нарушения работы их навигационных систем».
Хотя многие страны выводят из эксплуатации наземные навигационные средства, многие эксперты рекомендуют странам поддерживать надежную сеть наземных навигационных средств, таких как станции VOR и DME.
Есть еще один неофициальный метод, который могут рассмотреть пилоты, а именно подключение портативного многосетевого GPS-приемника к своим планшетным компьютерам. Некоторые приемники могут использовать GPS, Galileo и Glonass, и спуфинг может затронуть только один из них. Очевидно, что регулирующие органы не разрешают пилотам использовать движущиеся карты EFB в качестве официальных источников навигации, но EFB может предоставить простой способ подтвердить столкновение со спуфингом, а также дать некоторые советы по местоположению в дополнение к другим источникам. Использование нескольких спутниковых систем на самом деле является одним из возможных среднесрочных улучшений для авиационных GPS-приемников. Эксперты отмечают, что это не панацея, поскольку глушители, скорее всего, будут глушить все сигналы GNSS.
Источник: AIN
