Eliminowanie zakłóceń w nawigacji lotniczej
Podejście do lądowania, lądowanie, start – wykonanie wielu manewrów lotniczych wymaga wykorzystania globalnego systemu nawigacji satelitarnej (GNSS). Jednak problemem w przypadku GNSS są zakłócenia, takie jak zagłuszanie, które może poważnie ograniczać dokładność pozycjonowania, oraz spoofing, który polega na generowaniu fałszywych informacji o położeniu. Oba te rodzaje zakłóceń mogą mieć poważne konsekwencje dotyczące dokładności, a nawet bezpieczeństwa ruchu lotniczego. W tym kontekście uczestnicy projektu GATEMAN postanowili określić i ocenić, w jaki sposób można skutecznie ograniczyć tego rodzaju zakłócenia. Projekt GATEMAN został sfinansowany ze środków Wspólnego Przedsięwzięcia SESAR, czyli partnerstwa publiczno-prywatnego powołanego w celu modernizacji europejskiego systemu zarządzania ruchem lotniczym. Dzięki opracowaniu innowacyjnego podejścia do zarządzania zagrożeniami zespół odpowiedzialny za realizację projektu GATEMAN stworzył system pozwalający na podtrzymanie działania nawigacji GNSS w samolocie pomimo zakłóceń związanych z zagłuszaniem i spoofingiem.
Kontrola naziemna do majora Toma
Kierownik ds. systemów aeronautycznych Luis Alvarez Antón wyjaśnia: „Nasze podejście powinno zapewnić statkom powietrznym sprawną nawigację GNSS lub – w przypadku jej braku – umożliwić im skorzystanie z alternatywnych technologii pozycjonowania (takich jak sieć 5G), pomagając w realizacji procedur lotu opartych na GNSS”. Zaproponowano cały szereg środków, takich jak odfiltrowywanie szkodliwych sygnałów z autentycznego sygnału GNSS, wykrywanie obecności zakłóceń, jak również możliwość użycia innych metod pozycjonowania. Co być może najważniejsze, rozwiązanie GATEMAN umożliwi statkom powietrznym dokładne ustalenie lokalizacji źródła zakłócenia, dzięki czemu właściwe organy mogą je wyeliminować. W praktyce sygnały zagłuszania lub spoofingu mógłby wykrywać każdy samolot poprzez przetwarzanie sygnałów odbieranych przez jego anteny GNSS. Przedstawiono dwie koncepcje, które mają pozwalać na lokalizowanie położenia nadajnika sygnału zakłócającego. Pierwsza z nich, koncepcja autonomiczna, polega na tym, że każdy samolot samodzielnie oblicza lokalizację emitera, natomiast druga, oparta na współpracy, pozwala każdemu samolotowi na wysłanie informacji do centralnego obiektu naziemnego, który oblicza lokalizację emitera z większą dokładnością.
Bez rewolucyjnych zmian
„Jednym z założeń projektu GATEMAN było zaproponowanie rozwiązania, które wiązałoby się z minimalnymi zmianami w typowych urządzeniach i układzie anten samolotów transportowych”, mówi Alvarez Antón. Obecnie każdy samolot transportowy posiada na kadłubie dwie anteny GNSS, a koncepcja opracowana w projekcie GATEMAN wymaga jedynie dodania trzeciej anteny. W celu przetwarzania sygnałów odbieranych przez trzy anteny GNSS konieczne byłoby jednak zainstalowanie nowych elementów awioniki. Jak zauważa Alvarez Antón, wykorzystanie 5G jako alternatywnego źródła nawigacji, jest ponadto efektywne pod względem kosztów: „Minimalizuje ono potrzebę budowy dodatkowej infrastruktury naziemnej finansowanej przez instytucje zapewniające służby żeglugi powietrznej lub inne zainteresowane strony z sektora lotnictwa”.
Dalsze perspektywy rozwoju
Przeprowadzanie eksperymentów na żywo w otwartym terenie jest skomplikowane, między innymi dlatego, że generowanie sygnałów zagłuszających i spoofingu jest nielegalne i wymaga specjalnego zezwolenia od agencji rządowej. Na szczęście zespół GATEMAN mógł liczyć na współpracę hiszpańskich władz przy przeprowadzaniu testów. Ta część projektu została utajniona w grudniu 2019 roku, a jego uczestnicy poszukują nowych źródeł finansowania w celu kontynuowania badań.
Słowa kluczowe
GATEMAN, nawigacja lotnicza, GNSS, zakłócenia, lotnictwo
