Версия сайта для слабовидящих

Решение проблемы спуфинга (подмены сигнала GPS) при использовании квадрокоптеров.

19.05.2023

Настоящий текст является продолжением статьи о спуфинге, уже опубликованной на сайте КЦПН.

В предыдущем материале мы поднимали вопрос применения противником специфического вида РЭБ – спуфинга. На примере опыта применения квадрокоптеров воздушными разведчиками 5-й бригады были рассмотрены следующие вопросы: хронологию применения противником спуфинга в зоне ответственности 5-й бригады, характер воздействия спуфинга на квадрокоптеры, признаки применения противником спуфинга, возможные меры противодействия спуфингу в ходе полёта.

Напомним кратко основные моменты предыдущего материала:

Спуфинг — это подмена сигнала GPS, транслируемого спутниками, другим, более сильным сигналом, транслируемым с наземной станции. Сигнал от наземной станции спуфинга вносит корректуру в определение приемником собственного расположения, что приводит к нарушению ориентировки. Проще говоря, наземная станция спуфинга заменяет сигнал спутника и дает БПЛА неверные данные о его местонахождении и положении. С учётом того, какое значение имеет информация от спутников для большинства квадрокоптеров, спуфинг, в зависимости от характера, приводит к самым печальным последствиям: аварийным посадкам с высокими вертикальными скоростями, резким кренам (вплоть до опрокидывания), высоким скоростям по вертикали и горизонтали непредсказуемого характера.

Интуитивным решением борьбы со спуфингом казался переход в режим аса при пропаже спутников, не дожидаясь их появления, и возвращения домой в таком режиме. К сожалению, перепрошивка квадрокоптеров для полётов в режиме аса снимает, по-видимому,  только ограничения по безопасности, даёт возможность в обычных условиях летать без использования сигналов спутника, но не отключает приём самого спутникового сигнала. Поэтому, когда происходит подмена сигнала спутников, которая информирует дрон о возникновении аварийной ситуации (залёта в запретную зону, опрокидывании, изменению высоты и положения точки дом), включаются аварийные алгоритмы управления, которые в этом случае как раз и приводят к потере квадрокоптера.

Следующим способом, который, как казалось, мог бы помочь при решении проблемы спуфинга, является перепрошивка квадрокоптеров на беспилотные зоны. Согласно заявлениям специалистов, которые занимаются такими перепрошивками, квадрокоптерам, с которых сняты ограничения на полёты в беспилотных зонах, не страшны никакие спуфинги. Опять-таки, к большому сожалению, перепрошивается на снятие беспилотных зон лишь небольшое количество моделей квадрокоптеров, не самых распространённых и востребованных в ходе боевых действий. Кроме того, воздействие спуффинга не ограничивается только подменой истинных координат координатами каких-либо зон, запрещённых для полёта. Были случаи, когда подменялась высота квадрокоптера до нескольких километров, что при разрешённых 500 метрах приводило к резкому аварийному снижению и потере борта. Резкие изменения положения точки дом, сигналов, определяющих пространственное положение квадрокоптера, приводили к резким кренам (вплоть до опрокидывания), разгонам до очень больших скоростей, полётам в непредсказуемых направлениях. Таким образом, перепрошивка на снятие бесполётных зон не могла стать универсальным и надёжным способом борьбы со спуфингом.

Как итог, среди воздушных разведчиков появилось мнение, что квадрокоптер нужно физически изолировать от излучения спуфинга. Главной проблемой при этом стала необходимость отбития квадрокоптерами точки дом, без чего не было возможности полноценного полёта на высоте выше 30-ти метров.

Флешка-глушилка GPS сигнала

Интересное решение реализовали в 100-й бригаде. Там начали использовать глушители сигнала gps в связке с таймером. Эта конструкция крепилась на квадрокоптер, и запитывалась от него. Таймер был рассчитан на пару минут, которых хватало для отбития точки дом, если вообще была такая возможность. Через пару минут включался глушитель сигнала gps, и квадрокоптер продолжал полёт в режиме аса.

Другим путём пошли разведчики 5-й бригады. Не имея на тот момент доступа к миниатюрным глушилкам сигнала gps, они попробовали управляемо разорвать связь между антенной и gps модулем установкой реле-переключателя, подсоединённого к нижнему свету на mavic 3. Соответственно, при включении нижнего света, приём gps сигнала прекращался, и квадрокоптер продолжал полёт в режиме аса. Был сделан один экспериментальный образец на базе mavic 3 – «дрон с хохолком» (реле было установлено снаружи, и создавало видимость небольшого хохолка на дроне).

Mavic 3 с «хохолком».

К моменту создания рабочего варианта «дрона с хохолком» воздушной разведке 5-й бригады наконец-то приехали заказанные волонтёрам gps глушилки. С учётом того, что достать нужные, подходящие реле в Донецке очень проблематично, а налаженные поставки gps глушилок позволяли поставить на поток переоборудование квадрокоптеров, основной упор дальнейших инженерных работ был направлен на управляемое глушение сигнала gps с помощью поставляемых глушилок. Удалось решить эту задачу для наиболее востребованных на этой войне моделей квадрокоптеров: mavic 3, mavic 3T и matrice 30T. Поставляемые глушилки разбирались и встраивались внутри корпуса квадрокоптера, запитываясь от его нижнего света. Таким образом, включая нижний свет, оператор переходил в полёт без возможности приёма gps сигнала, что исключало для него приём спуфинг излучения.

Mavic 3, готовый к впаиванию глушилок gps сигнала. Рядом глушилки в начальном и разобранном состоянии

Основной проблемой, с которой мы столкнулись в ходе инженерных работ с квадрокоптерами, стал информационный и технический вакуум, окружающий нас. Не смотря на доступ к интернету, как правило, ни найти необходимую информацию, ни достать необходимые комплектующие, ни посоветоваться с кем-либо не было возможности. Большинство своих решений нам приходится проверять в боевых условиях. Так были случаи спасения квадрокоптеров при начале спцфинга с помощью встроенных глушилок gps сигнала. Но, в любом случае нужен какой-то полигон с соответствующим оборудованием для тестирования новых решений. Например, мы до сих пор не имеем возможности проверить наши квадрокоптеры с удалёнными антеннами модуля ADS-B на «Аэроскопе». Очень надеемся, что наши публикации помогут тем, кто проводит аналогичные исследования, и КЦПН сможет стать той информационной базой, тем создателем и распространителем готовых решений, необходимых для успешного выполнения боевых задач подразделениями воздушной разведки России.

Сегодня  уже всем ясно , что легкой победы над врагом  ждать не приходится. И понятно, что позиция “начальству виднее, оно разберется“ — проигрышная. Победить можно лишь совокупным напряжением сил государства и гражданского общества. Причем именно нам, как его представителям приходится закрывать многие бреши, оставленные неповоротливой и труднообучаемой государственной военной машиной.

Но мы делали, делаем и будем продолжать делать. Вы можете помочь нашей Армии через нас. Наши реквизиты находятся здесь

Наше дело правое, мы победим, враг будет разбит!