In recent months, there has been a significant increase in incidents involving GNSS (Global Navigation Satellite Systems) signals being disrupted by jamming, spoofing, and meaconing. These actions result in the provision of false or distorted PVT (Positioning, Velocity, Time) parameters, or even the complete inability to determine them. Such interference makes it difficult or impossible to accurately determine an object’s position and speed, make correct navigation decisions, synchronize devices, or effectively support applications that rely on GNSS input data.
Various types of signals are used to jam GNSS signals, including pulse, continuous, wideband, or narrowband interference. The structure, type, and power of these jamming signals depend on the jammer employed. Simple generators can produce interference on a single frequency (e.g., L1) of a single satellite constellation (e.g., Global Positioning System). More complex devices can interfere with signals from several constellations (e.g., GPS, Galileo, GLONASS, BeiDou) across multiple frequencies (e.g., L1, L2, L5, E1, E5). Another factor is the structure of the jamming signal itself and how it changes during the jamming event (e.g., a simple chirp signal, a pulse signal, or “smart jamming”).
Figure 1. Frequencies used in GNSS systems
Unlike natural signal changes caused by tropospheric delays, multipath propagation, scintillations, solar storms, and cosmic radiation, jamming is a deliberate form of signal interference. It blocks GNSS signals by generating signals of usually higher power within their frequency band. This causes the end-user’s receiver to process the interference signal instead of the useful GNSS signal. As a harmful activity that hinders or prevents the use of GNSS and GNSS-based services, jamming is illegal and prosecuted by law in Poland and other countries. From a user’s perspective, jamming causes total or partial unavailability of GNSS services, preventing precise navigation, creating problems with the synchronization of power and telecommunications networks, and disrupting emergency services and crisis management coordination systems.
Press reports indicate a significant increase in jamming incidents in north-eastern Poland (especially in the Gdańsk Bay area), Lithuania, Latvia, Estonia, Finland, Sweden, Ukraine, and countries in the Mediterranean and Middle East regions. The impact of jamming can have serious consequences for the economy, industry, social life, and the daily functioning of individuals.
One effective method of protection against jamming is the use of specialized anti-jamming antennas. Jamming blocking devices are also becoming increasingly popular. Systemics – PAB, in collaboration with Safran, offers solutions that mitigate or eliminate jamming, which is crucial for end-users and their applications. The following solutions are noteworthy:
8230AJ GPS/GNSS Anti-Jam Antenna: This antenna eliminates interference with GNSS signals propagated at GPS L1, GLONASS L1, BeiDou B1, Galileo E1, and QZSS L1 frequencies.
Figure 2. Safran’s 8230AJ GPS/GNSS Anti-Jam Antenna
Detailed information about the antenna can be found on the Safran website.
GPSdome Anti-Jamming Device: This device connects between the antenna and the GNSS receiver, providing protection and continuity of autonomous GPS navigation and operation even under GPS L1 (C/A code) signal jamming conditions.
Figure 3. GPSdome Anti-Jamming Device
Detailed information about the device can be found on the Safran website.
BroadShield Software: This software contains a number of patented algorithms designed to detect jamming and spoofing, enabling immediate reporting of interference to a GNSS-based system/application.
Detailed information about the software can be found on the Safran website
Jak się chronić przed jammingiem i jego skutkami?
Na przestrzeni ostatnich kilku miesięcy można zaobserwować dużą ilość incydentów związanych z sygnałami GNSS (ang. Global Navigation Satellite Systems) poprzez ich zakłócanie (ang. jamming), fałszowanie (ang. spoofing) oraz mylenie (ang. meaconing). Efektem tych działań jest podawanie nieprawdziwych lub zaburzonych parametrów położenia, prędkości i czasu PVT (ang. Positioning, Velocity, Time) lub wręcz uniemożliwienie ich wyznaczenia. Takie oddziaływanie skutkuje utrudnieniem lub wręcz blokadą określenia pozycji i prędkości danego obiektu, podjęcia poprawnej decyzji nawigacyjnej, synchronizacji urządzeń czy też skutecznego wsparcia aplikacji, dla których GNSS dostarczają danych wejściowych.
Aby zakłócić sygnały GNSS stosuje się różne typy sygnałów zakłócających, np. impulsowe, ciągłe, szeroko- lub wąskopasmowe itp. Struktura, typ i moc sygnałów zakłócających zależą od używanego jammera. Można bowiem stosować prosty generator wytwarzający zakłócenia na pojedynczej częstotliwości (np. L1) jednej konstelacji satelitarnej GPS (ang. Global Positioning System) bądź też zakłócać sygnały kilku konstelacji (oprócz GPS – Galileo, Glonass, BeiDou) na kilku częstotliwościach (oprócz L1 także L2, L5, E1, E5 itp.) bardziej złożonymi konstrukcyjnie urządzeniami. Inną kwestą jest struktura sygnału zakłócającego i sposób jej zmiany podczas zakłócania (np. prosty sygnał chirp, sygnał impulsowy, czy tzw. „smart jamming”).
Pasma częstotliwości używane przez system GPS, GLONASS i GALILEO © ESA
W odróżnieniu od naturalnych zmian sygnału wywołanych przez opóźnienia troposferyczne i propagację wielodrogową, scentylacje czy też burze słoneczne i promieniowanie kosmiczne, jamming jest rodzajem celowego zakłócenia sygnałowego. Powoduje on blokowanie sygnałów GNSS poprzez generowanie w ich pasmie sygnałów z reguły większej mocy. Jego użycie skutkuje tym, że odbiornik użytkownika końcowego odbiera i przetwarza sygnał zakłócenia zamiast użytkowego sygnału GNSS. Jako działanie szkodliwe, utrudniające lub uniemożliwiające korzystanie z GNSS i usług na nich bazujących jest nielegalne i – z mocy prawa – ścigane w Polsce i w innych krajach. Z punktu widzenia użytkowników jamming powoduje całkowitą lub częściową niedostępność usług GNSS, co uniemożliwia precyzyjną nawigację, stwarza problemy z synchronizacją sieci energetycznych i telekomunikacyjnych oraz zaburza systemy koordynacji służb ratunkowych i zarządzania kryzysowego.
Doniesienia prasowe wskazują na znaczny wzrost przypadków jammingu w Polsce północno-wschodniej (szczególnie w rejonie Zatoki Gdańskiej) oraz na Litwie, Łotwie, w Estonii, Finlandii, Szwecji, Ukrainie oraz w krajach położonych w rejonie Morza Śródziemnego i na Bliskim Wschodzie. Wpływ jammingu może prowadzić do poważnych konsekwencji dla gospodarki, przemysłu, życia społecznego oraz funkcjonowania każdego z nas.
Jedną z metod ochrony przed jammingiem jest stosowanie specjalnych anten (ang. anti-jamming antena). Coraz większym zainteresowaniem cieszą się urządzenia blokujące jamming. Systemics -PAB Sp. z o.o. wspólnie z Safran oferują rozwiązania, które pozwalają mitygować lub eliminować jamming, co jest kluczowe dla użytkowników końcowych i ich aplikacji. Na uwagę zasługują następujące rozwiązania.
• 8230AJ GPS/GNSS Anti-Jam Antenna, która pozwala eliminować zakłócenia sygnałów GNSS propagowanych na następujących częstotliwościach: GPS L1, GLONASS L1, Beidou B1, Galileo E1 oraz QZSS L1.
Rysunek 1. Anti-jamming antena 8230AJ GPS/GNSS firmy Safran
Szczegółowe informacje na temat anteny można znaleźć na stronie Safran ->8230AJ GPS/GNSS Anti-Jam Antenna – Safran
• GPSdome Anti-Jamming Device, urządzenie przeciwzakłóceniowe włączane pomiędzy antenę a odbiornik GNSS, które zapewnia ochronę i ciągłość autonomicznej nawigacji GPS i działania w warunkach zakłócania sygnałów GPS L1 (kod C/A).
Rysunek 2. GPSdome – urządzenie Anti-Jamming
Szczegółowe informacje na temat anteny można znaleźć na stronie Safran -> GPSdome Anti-Jamming Device – Safran – Navigation & Timing
• BroadShield, oprogramowanie zawierające się z wielu opatentowanych algorytmów zaprojektowanych do wykrywania zagłuszania i spoofingu oraz umożlwiające bezzwłoczne zgłaszanie zakłóceń do systemu/aplikacji bazującej na danych GNSS.
Szczegółowe informacje na temat oprogramowania można znaleźć na stronie internetowej Safran -> BroadShield – Safran – Navigation & Timing