GPS در معرض خطر: این سیگنال ها بیش از آنچه تصور می کنید آسیب پذیر هستند

2021-07-09
به گزارش سرویس فناوری موتور جستجوی خبری آک تک به نقل از سی نت ...

به گزارش سرویس فناوری موتور جستجوی خبری آک تک به نقل از سی نت

 ارائه هنرمند از ماهواره GPS III در مدار

آخرین نسل ماهواره GPS همانطور كه ​​احتمالاً در مدار به نظر می رسد.


Lockheed Martin

اکسل استنادی سسنا در حال نزدیک گردیدن به فرودگاه دره سان ، آیداهو بود که به نظر می رسید چیزی از مسیر پرواز آن دور است. مانند بسیاری از هواپیماها ، برای راهنمایی با GPS تنظیم گردیده است. معمولاً این چیز خوبی است. در این روز در آگوست ۲۰۱۸ ، مشکلی بوجود آمد. سیگنال های GPS در نزدیکی فرودگاه قابل اطمینان نبودند و دود در منطقه باعث دید نامناسب می شود. جت تجاری متوسط ​​خارج از مسیر بود و در زمین های کوهستانی بسیار کم پرواز می کرد.

علت احتمالی قرائت های جنجالی GPS چیست؟ براساس یک گزارش از سیستم گزارش ایمنی هواپیمایی ناسا ، که اطلاعات ارائه گردیده توسط خلبانان ، کنترل کنندگان ترافیک هوایی و سایر متخصصان هواپیمایی را جمع آوری می کند ، فعالیت نظامی که باعث گرفتگی سیگنال ها گردیده است. خوشبختانه رادار روی زمین قرائت دقیق تری را ارائه می دهد و کنترل کنندگان هواپیما را با خیال راحت به مقصد می رسانند.


رابرت رودریگز / CNET

طبق گزارش IEEE Spectrum و دیگران ، این یک رویداد منفرد نبوده است.

GPS بیش از حد مستعد ابتلا به پارازیت و پسر عموی کلاهبردار آن است. سیگنال های مورد استفاده هواپیماها ، کشتی ها ، تراکتورهای مزرعه و تلفن های هوشمند شما از ماهواره هایی با فاصله ۱۲ هزار مایل (۱۹۳۰۰ کیلومتر) در فضا نشأت می گیرند. با رسیدن آنها به زمین ، بسیار ضعیف گردیده و به راحتی غرق می شوند. ماهواره ای که در ماه ژوئن به صورت فلکی GPS پرتاب گردید ، گام کوچکی در امنیت بیشتر سرویس است. اما ماهواره ها خود با خطراتی روبرو هستند.

همه این تهدیدها افراد زیادی را نگران کرده است. می بینید که تقریباً در مورد همه چیز ، به GPS متکی است.

سیگنال های بسیار دقیق سیستم موقعیت یابی جهانی تقریباً در همه ساختارهای زندگی مدرن کار کرده اند ، از ثبت معاملات بانکی گرفته تا همگام سازی شبکه های برق تا کمک به شما برای یافتن نزدیکترین استارباکس. مشاغل و افراد می توانند از PNT سیستم – موقعیت یابی ، پیمایش و زمان بندی – برای هیچ چیز استفاده نکنند. طبق گفته انستیتوی ملی استاندارد و فناوری ، در ایالات متحده ، GPS هر روز حدود ۱ میلیارد دلار تأثیر اقتصادی دارد. همچنین برای عملیات ارتش آمریکا حیاتی است.

آنقدر سوار GPS می شوند که قانون فدرال ۲۰۱۸ سعی کرد یکی از بزرگترین موضوعات اساسی را حل کند: عدم وجود نسخه پشتیبان اختصاصی.

هرگونه آسیب اساسی یا ایجاد اختلال در سیستم خبر بدی خواهد بود.

“امید من این است که بتوانیم جلوتر از انفجار پیش برویم و حداقل … مقداری از انعطاف پذیری در سیستم ها [that depend on GPS] قبل از کار بد بدست آوریم. اتفاق می افتد ، “می گوید دانا گوارد ، رئیس بنیاد انعطاف پذیر و زمان بندی ، یک سازمان غیرانتفاعی مستقر در واشنگتن دی سی.

 برچسب سپر روی یک کامیون در حال خواندن

GPS در واقع GPS نیست تماشای شما اما داده های ارائه گردیده ، همراه با سیستم های اطلاعات جغرافیایی ، می تواند به یک شرکت در نگه داشتن اطلاعات درایورهای خود کمک کند.


Jon Skillings / CNET

یک نسخه پشتیبان قابل اثبات است.

ریچارد میسون ، مهندس ارگردید شرکت رند و نویسنده اصلی آن ، می گوید: “ایجاد این جایگزین غول پیکر ، یک اندازه و مناسب برای GPS ، سخت است.” گزارشی از قابلیت ملی PNT که توسط وزارت امنیت داخلی در سال ۲۰۱۹ سفارش گردیده و در ماه مه سال جاری برای عموم منتشر گردیده است. این گزارش در مورد میزان مداخله دولت با وجود آسیب پذیری GPS تردید دارد.

از طرف مثبت ، میسون می گوید ، “پشتیبان گیری جزئی جزئی زیادی وجود دارد.”

به عنوان مثال: تلفن شما ممکن است GPS را از دست بدهد ، میسون می گوید ، و هنوز هم به شما درک می کند که بر چه مکانی مستقر هستید سیگنالهای سلولی (آنچه به عنوان GPS کمکی شناخته می شود) ، هرچند نه به طور دقیق. هواپیماها دارای سیستم های ناوبری جایگزین هستند. شرکت های مالی می توانند خدمات زمان بندی را از منابع دیگر دریافت کنند.

بنابراین چه معامله بزرگی وجود دارد؟

کمیته مشورتی مشاوره ارتباطات از راه دور امنیت ملی در گزارشی به رئیس جمهور جو بایدن در ماه مه گفت: این سیگنال ها از فضا به “مرجع ملی” تبدیل گردیده اند. “چنین تصویب گسترده ای به این معنی است که آسیب پذیری آنها تهدیدی تقریباً وجودی است.”

این گروه به دولت توصیه كرد كه استراتژی “معماری ملی زمان بندی” را اختصاص دهد و بودجه كافی برای ایجاد آن را اختصاص دهد.

تهدیدهای پیش روی GPS

] سابقه دارد كه دولت آمریكا بودجه مانند GPS را تأمین كند زیرا در وهله اول GPS را ایجاد كرد ، در درجه اول به عنوان یك فن آوری نظامی ، از دهه ۱۹۷۰ شروع می شود. در دهه ۱۹۹۰ ، ناوبری ماهواره ای در حال تبدیل گردیدن به بخشی قابل توجه از زندگی غیرنظامیان بود.

در حال حاضر ، واشنگتن سالانه حدود ۱٫۸ میلیارد دلار هزینه می کند تا GPS کار کند. نیروی فضایی ایالات متحده ماهواره ها و ایستگاه های زمینی را که آنها را ردیابی می کنند ، مدیریت می کند. (این مسئولیت را بعد از اینکه در دسامبر ۲۰۱۹ به یک شاخه جداگانه منتقل گردید ، از نیروی هوایی بر عهده گرفت.) اداره حمل و نقل آژانس اصلی غیر نظامی برای تلاش های PNT است.

صورت فلکی GPS شامل ۳۱ ماهواره واقع در زمین متوسط ​​است مدار این ماهواره ها ساعتهای اتمی را حمل می کنند و رادیوهای موجود سیگنال های زمان بندی دقیق را از آنها به گیرنده های روی زمین ، از جمله تراشه GPS در تلفن شما ارسال می کنند. براساس نیروی فضایی ، سیگنال های GPS به بیش از ۴ میلیارد کاربر نظامی و غیرنظامی در سراسر جهان می رسند. نحوه پخش ماهواره ها در سراسر کره زمین ، شما باید حداقل چهار چشم داشته باشید.

GPS اولین کسی بود که به عنوان یک سیستم ماهواره ای ناوبری جهانی یا GNSS شناخته می شود. اما این تنها مورد نیست: بیدو چین ، گلوناس روسیه و گالیلهو اتحادیه اروپا اهداف مشابهی دارند. در سال ۲۰۱۸ ، FCC سیگنال های Galileo را برای پذیرش در ایالات متحده مجاز دانست ، به این معنی که آنها حداقل تا حدی می توانند به عنوان پشتیبان GPS عمل کنند. اما GPS خود تنها سیستمی است که تحت کنترل ایالات متحده است.

همه ماهواره ها در معرض تهدیدهایی هستند که در مدار قرار دارند و ما کنترل کمی روی آنها داریم. به عنوان مثال ، بقایای فضایی می تواند به ماهواره های منفرد آسیب برساند ، یا طوفان های گردیدید خورشیدی ممکن است عملیات صدها یا بیشتر را از اتصال کوتاه درآورد.

آنها همچنین در مقابل سلاح های ضد ماهواره و نفوذ سایبری توسط دشمنان بالقوه که می دانند اقتصاد و ارتش ما چقدر به ماهواره ها وابسته است ، آسیب پذیر هستند. هرچه ماهواره های بیشتری را از پا درآورید یا اشتباه بگیرید ، وضعیت ما بدتر می شود.

 موشک SpaceX Falcon 9 بلند می شود

یک موشک SpaceX Falcon 9 از ۱۷ ژوئن ۲۰۲۱ بلند می شود ، پنجمین ماهواره GPS III برای نیروی فضایی ایالات متحده به مدار می رود.


Paul Hennessy / تصاویر SOPA / LightRocket از طریق گتی ایماژ

ژنرال جان ریموند ، رئیس نیروی فضایی ایالات متحده ، در ماه مه به کمیته فرعی دفاعی کمیته اعتبارات مجلس گفت که ما باید نگران باشیم.

ریموند گفت: “هم چین و هم روسیه در حال توسعه توانایی هایی هستند كه دسترسی ما را به فضا منع می كنند.” “یک تهدید فعال در دامنه وجود دارد.”

اما خطرات فوری بیشتر متوجه زمین می شوند: گیر کردن (پخش سیگنالی قوی تر از سیگنال ضعیف که از فضا می آید) و تقلب (پخش سیگنالی شبیه GPS و تغذیه اطلاعات نادرست). دور گردیدن از آن ارزان و آسان است. روسها در اسکاندیناوی ، اوکراین و سوریه سیگنالهای GPS را مسدود یا جعل کرده اند. کره شمالی آنها را در کره جنوبی هدف قرار داده است. و سپس آن اختلالات پرواز در ایالات متحده وجود دارد ، که از قضا ممکن است در نتیجه تلاش های ارتش ایالات متحده برای کشف چگونگی مقابله با این مشکل ایجاد گردیده باگردید. ، “ریموند گفت.”

قانونی که به دنبال تهیه نسخه پشتیبان از GPS بود

چند سال پیش ، قانون انعطاف پذیری و امنیت ملی زمان ، دبیر حمل و نقل را به ایجاد یک سیستم زمان بندی زمینی هدایت کرد که می تواند به عنوان پشتیبان برای GPS در داخل باگردید. دو سال. این مهلت در اواخر سال ۲۰۲۰ آمد و رفت ، اما در ژانویه سال جاری وزارت حمل و نقل گزارش “نقشه راه برای اجرا” را که به دنبال رسیدن به این هدف است به کنگره گزارش داد.

یک گزارش DOT همراه ، جزئیات بسیاری از فن آوری ها را ارائه می دهد که می توانند “خدمات مکمل در صورت اختلال در GPS” را ارائه دهند. به گفته آن ، برخی از فناوری های موجود در بازار می توانند تا حدی به تقلید از خدمات زمان بندی GPS منجر شوند. اما آژانس گفت هیچ کس نمی تواند به عنوان پشتیبان جهانی برای موقعیت یابی و قابلیت پیمایش باگردید.

از ۱۱ فناوری ارزیابی گردیده توسط اداره حمل و نقل ، یكی از آنها در همه موارد استفاده مورد توجه قرار گرفت: یك سیستم چراغ راهنمایی شهری كه توسط Sunnyvale ، NextNav مستقر در كالیفرنیا ساخته گردیده است. چراغ های راهنما – فرستنده هایی که سیگنال های رادیویی را ارسال می کنند – در زمین نصب می شوند ، نه در فضا ، و در مناطق شهری جمع می شوند (از این رو “کلانشهر”).

برای NextNav ، کاربرد دنیای واقعی این است که سرویس TerraPoint در حال ظهور ، که نگاهی اجمالی به چگونگی امکان قابلیت های GPS مانند از چیزی که GPS نیست ، نشان می دهد.

چراغ های TerraPoint که در برج های سلول و پشت بام های ساختمان نصب گردیده اند ، تقریباً به اندازه یک خوابگاه هستند. یخچال اتاق ، دارای آنتن همه جهته و منبع تغذیه ۱۱۰ ولتی ، و فاصله آنها از هشت تا ۱۰ کیلومتر (در مقابل دامنه GPS 12000 مایل) است. این سیگنال بسیار قوی تری ایجاد می کند. مدیر عامل شرکت Ganesh Pattabiraman تخمین می زند که آنها “حدود ۱۰۰۰۰۰ برابر قوی تر از GPS” هستند.

طبق گفته Pattabiraman ، سرویس تجاری که NextNav در حال کار بر روی آن است ، مستقل از GPS است اما عملکرد آن دقیقاً مانند آن است ، موقعیت کامل ، داده های ناوبری و زمان را ارائه می دهد. . هر یک از فرستنده های آن دارای یک ساعت اتمی بوده و یک سیگنال زمانبندی دقیق و با فرکانس پایین را به گیرنده های مجهز به تراشه های شرکتهایی مانند Broadcom و GCT نیمه هادی ارسال می کنند که از GPS ، Galileo ، Glonass و GNSS دیگر پشتیبانی می کنند. این سرویس برای کار با دستگاه های انبوه بازار مانند تلفن های همراه ، اتومبیل ها و هواپیماهای بدون سرنشین طراحی گردیده است زیرا شبکه ساخته می شود. فرستنده.


NextNav

پاتابیرامان گفت: “این دقیقاً مانند سیگنال GPS دیگری به نظر می رسد.” برای گیرنده ، “این فقط یک صورت فلکی دیگر است ، مگر اینکه اتفاقاً زمینی باگردید.”

TerraPoint فقط در منطقه خلیج سانفرانسیسکو مستقر می شود ، جایی که شرکتهای eVTOL مانند Joby Aviation در آنجا کار می کنند با آن آزمایشات ناوبری ، برخاستن و فرود آمدن را انجام دهید. در تعداد دیگری از مناطق نیز حضور محدودتری دارد. به عنوان مثال ، ناسا یک شبکه TerraPoint در لانگلی ، ویرجینیا برای عملیات هواپیماهای بدون سرنشین شهری مستقر کرده است. NextNav انتظار دارد که خریدی که در ماه ژوئن اعلام گردید و با در نظر داشتن یک پیشنهاد عمومی انجام می شود ، بودجه لازم را برای گسترش آن فراهم کند.

کلید استفاده گسترده از هر گزینه GPS این است که استفاده از آن به همان راحتی GPS آسان باگردید. . گزینه های دیگری مانند سیستم ناوبری رادیویی Loran که اکنون از کار افتاده است ، به گیرنده های جداگانه و حجیم احتیاج داشتند و دولت ایالات متحده یک دهه قبل به آن پایان داد. برخی از شرکت ها در حال کار بر روی خدمات با استفاده از آنچه که به عنوان Loran پیشرفته ، معروف به eLoran شناخته می شود ، هستند ، اما هنوز در ایالات متحده چیزی فراتر از یک برنامه کاربردی پیدا نکرده است.

“چیز خوبی که در مورد NextNav وجود دارد و موارد دیگری مانند NextNav” ، گفت: “Rand's Mason ،” این است که [eventually] فقط در همه تلفن های هوشمند وجود دارد و بنابراین شما می دانید یا ندانید از آن استفاده می کنید. [[۱۹۶۵۹۰۰۸] به این معنا نیست که پشتیبان GPS باید زمین باگردید. شرکت هایی مانند Satelles که در تظاهرات اداره حمل و نقل نیز شرکت داشتند ، از صورت فلکی ایریدیوم ماهواره های مدار کم زمین در ارتفاع فقط ۴۸۰ مایل (۷۸۰ کیلومتر) استفاده می کنند. در حال حاضر خدمات زمان بندی و مکان یابی را ارائه می دهد که به عنوان پشتیبان برای GPS برای مشتریان از جمله شبکه های مالی و خدمات انرژی به کار گرفته گردیده است.

استارتاپی به نام Xona Space Systems در حال طراحی سیستم PNT با مدار كم خود است. در ماه مه ، آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی یا DARPA ، به نورثروپ گرومن قراردادی اعطا کرد تا نشان دهد ماهواره های با مدار کم چگونه سیگنال های PNT را انجام می دهند. محققان در حال بررسی این موضوع هستند که آیا ماهواره های Starlink اسپیس ایکس ، ساخته گردیده برای پرتوی باند پهن از مدار به زمین ، می توانند به عنوان منبع PNT مورد استفاده قرار گیرند.

برخی از این گزینه ها هنوز فقط روی کاغذ هستند. اما حتی کسانی که در حال کار هستند نیز مقیاس GPS ثابت گردیده را ندارند.

در همین حال ، GPS خود نیز در حال افزایش است. ماهواره ای که در ماه ژوئن بالا رفت پنجمین سری از سری جدید موسوم به GPS III است که با سه برابر دقت و حداکثر هشت برابر قابلیت ضد لرزش طراحی گردیده است. به طور خاص برای ارتش ، این امر به فعال کردن سیگنال رمزگذاری گردیده M-Code کمک می کند که در گیر کردن و تقلب سخت است.

هشت برابر سیگنال ضعیف ، با این وجود ، هنوز سیگنالی نیست که بتواند با مسدودکننده ها و جعل کننده های قدرتمندی که در آن نزدیکی کار می کنند منطبق باگردید.

نقش دولت

آنچه باعث جذابیت GPS برای بسیاری از برنامه ها می شود ، که از قبل وجود دارد اساساً جهانی است. ارزان و آسان برای استفاده است. همین امر باعث می شود که اشتیاق برای صرف وقت و پول برای تهیه کاری که همان کاری را که انجام می دهد ، انجام دهد دشوار است.

به علاوه ، آن پشتیبان گیری های جزئی به چیزی اضافه می شود.

سوال بزرگ دولت ایالات متحده چقدر به ساخت یا تهیه پشتیبان قابل توجه برای GPS نیاز دارد یا می خواهد کمک کند.

رند خویشتنداری را توصیه می کند ، اگرچه تصدیق می کند برخی از اقدامات بالقوه فدرال وجود دارد که می تواند مقرون به صرفه باگردید ، از جمله تهیه پشتیبان فقط برای زمان یا قانون تلاش های اجرایی متمرکز بر مسدود کردن GPS بود.

میسون گفت: “هیچ مورد قانع کننده ای برای دولت وجود ندارد که کارهای بیشتری نسبت به آنچه انجام می دهد یا [to do] انجام دهد.” “این سوال نیز وجود دارد که” آیا کسی قصد استفاده از آن را دارد؟ “http://www.cnet.com/”

این برای گوارد ، از بنیاد انعطاف پذیر و زمان بندی کافی نیست. او چین را می بیند همانطور که در ایجاد یک رویکرد پیچیده و جامع در مورد PNT که شامل سه نوع ماهواره در ارتفاعات مختلف ، به علاوه قابلیت های eLoran و PNT در سیستم مخابراتی برای استقلال از فضا ، کاملاً از ایالات متحده پیشی گرفته است.

او می خواهد قانونگذاران به زودی وارد عمل شوند.

یک چیز کنگره باید در نظر بگیرد: بودجه پیشنهادی در اواخر ماه مه برای سال مالی ۲۰۲۲ ، که در ماه اکتبر آغاز می شود ، شامل یک ردیف برای لغو قانون ملی مقاومت و زمان بندی است – تصدیق ضمنی که ما نیستیم به احتمال زیاد به زودی مشاهده خواهیم کرد که نسخه پشتیبان GPS توسط قانون اجباری گردیده است. (همچنین شامل ۱۰ میلیون دلار برای تحقیق در مورد سیستم های پشتیبان و مکمل است.)

گوارد تخمین می زند که ایالات متحده ممکن است فقط ۵۰ تا ۷۵ میلیون دلار در سال برای این کار هزینه کند. یک زمان بندی سیستمی که همه کشور می توانند به آن دسترسی پیدا کنند. وی آن را “گرد و غبار بودجه” در مقایسه با آنچه در حال حاضر برای GPS خرج می كنیم می نامد.

“او می گوید:” قدم بعدی این است كه كنگره تصمیم بگیرد كه چه کاری را می خواهد انجام دهد. “

در این میان ، این مسدود کردن ادامه دارد و خلبانانی مانند کسانی که در آن سسنا در خارج از دره خورشید قرار دارند ، باید محتاطانه به آنچه دستگاه GPS آنها به آنها می گوید ، بپردازند.

منبع : cnet
به صفحه اخبار فناوری بروید و دیگر خبرها را مشاهده نمایید.

© تمامی حقوق برای آک تک محفوظ است. نقشه سایت