GNSS: Guía del sistema global de navegación por satélite

Visualización de los sistemas globales de navegación por satélite: GPS (31 satélites), GLONASS (24 satélites), Galileo (24 satélites) y BeiDou (35 satélites) con sus respectivas órbitas alrededor de la Tierra.

En este artículo, analizamos el Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) desde nuestra propia perspectiva objetiva. El objetivo es brindarle una comprensión sólida de los conceptos básicos y las aplicaciones versátiles de GNSS. También destacamos los desafíos que enfrenta el GNSS, en particular las interferencias y la suplantación de identidad. Estos intentos de interferencia pueden afectar la funcionalidad y seguridad de los sistemas GNSS. También aprenderá cómo abordamos en MOBATIME estos problemas de seguridad y qué soluciones ofrecemos.

¿No hay tiempo para leer? Aquí se resumen los datos más importantes sobre GNSS.

  • GNSS significa "Sistema global de navegación por satélite" y es un término general para varios sistemas globales de navegación por satélite que se utilizan en todo el mundo para posicionamiento y navegación.
  • sistemas GNSS son fundamentales para muchas tecnologías y servicios modernos, desde aplicaciones de navegación personal, aviación y marítimas hasta aplicaciones de topografía agrícola y geográfica. Proporcionan información precisa de ubicación y sincronización que es esencial para una amplia gama de industrias.
  • Interferencia altera la precisión y posiblemente el posicionamiento y/o la medición del tiempo al superponer la señal GNSS con señales de interferencia más fuertes.
  • Engaño Implica la transmisión de señales falsas que se asemejan a señales GNSS reales pero que contienen posiciones y/o horas falsas.
  • En este sitio web Puede ver señales de interferencia de GPS manipuladas en todo el mundo en tiempo real.

Contenido

Definición de GNSS

Sistemas globales de navegación por satélite, o GNSS para abreviar, representan una red de satélites que se especializan en transmitir información precisa de ubicación y hora a la Tierra. Estos sistemas, que incluyen el americano GPS, el ruso GLONASS, el Europeo Galileo y los chinos BeiDou, son herramientas fundamentales para las modernas tecnologías de navegación y posicionamiento. Sus aplicaciones son diversas y van desde la localización cotidiana en teléfonos inteligentes hasta complejas mediciones geodésicas y operaciones militares.

Cada uno de estos sistemas GNSS utiliza una constelación de satélites ubicados en órbita alrededor de la Tierra. Estos satélites están equipados con relojes atómicos de alta precisión que les permiten transmitir información horaria con extraordinaria precisión. Esta información horaria precisa es esencial para calcular la posición, ya que permite determinar con precisión la distancia entre un satélite y un receptor GNSS en la Tierra.

El papel de la sincronización horaria

La sincronización horaria es un aspecto importante del funcionamiento de GNSS. Se basa en el hecho de que el tiempo de transmisión de una señal desde un satélite al receptor se utiliza para determinar la posición exacta del receptor. Para ello, es imprescindible que los relojes de los satélites y los relojes de los receptores estén sincronizados.

  • Cualquier desviación, incluso en los milisecoy alcance, pueden provocar importantes imprecisiones en la determinación de la posición.
  • Esta sincronización horaria precisa no sólo es crucial para el posicionamiento, sino que también juega un papel clave en otros sectores como el de la telefonía.ecocomunicaciones, temporización de redes y finanzas. En estas áreas, la sincronización precisa es vital para la sincronización de transacciones, transferencias de datos y otros procesos en los que el tiempo es crítico.
  • Los sistemas GNSS han evolucionado continuamente a lo largo de los años para proporcionar una precisión y confiabilidad cada vez mayores. Ahora son componentes indispensables y desempeñan un papel importante en una amplia gama de aplicaciones.

Diferencia entre GNSS y GPS

La principal diferencia entre GNSS y GPS radica en su alcance y versatilidad. El Sistema Global de Navegación por Satélite es un término genérico que abarca varios tipos de sistemas basados ​​en satélites para posicionamiento, navegación y temporización (PNT) en todo el mundo. El Sistema de Posicionamiento Global es un sistema específico dentro de esta categoría.

GPS, originalmente conocido como "NAVSTAR" (Navigation Satellite Timing and Ranging), fue desarrollado en la década de 1970 por el Departamento de Defensa de los EE. UU. con fines militares. Después del primer lanzamiento de un satélite en 1978, la tecnología GPS se desarrolló rápidamente y encontró un uso cada vez mayor en la vida cotidiana, especialmente después del cambio. -Fuera de la disponibilidad selectiva en 2000.

Los sistemas GNSS utilizan constelaciones de satélites y se basan en el principio de trilateración, es decir, los receptores GNSS determinan su propia posición midiendo la distancia a cuatro o más satélites. Estos satélites pueden proceder de diferentes GNSS, ya que los receptores modernos suelen estar compatible con múltiples GNSS.

Durante mucho tiempo, el GPS y su homólogo ruso GLONASS fueron los únicos GNSS disponibles. El GPS se convirtió en el GNSS más utilizado debido a su fiabilidad (GLONASS sufrió abandono durante mucho tiempo) y lo sigue siendo hasta el día de hoy.

Visualización interactiva de las órbitas de los satélites de varios sistemas de navegación (GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou) para optimizar la planificación GNSS. Fuente: Planificación GNSS de Trimble

Interferencia

La interferencia es un tipo de "ruido blanco" que causa pérdida de precisión y posiblemente pérdida de posicionamiento y/o sincronización. Esto significa que se transmite una señal en el misma frecuencia como la señal GNSS, pero con significativamente más alto fuerza. Este tipo de interferencia puede ser causada por un accidente de equipos electrónicos vecinos o fuentes externas, como radioaficionados en el área, o por el uso intencional de dispositivos de interferencia ilegales específicos, que están diseñados específicamente para perturbar las señales GNSS.

Estudio de caso: sistemas de control de tráfico aeroportuario

La imagen visualiza la interrupción de los sistemas de navegación y comunicación en un aeropuerto debido a interferencias, lo que puede generar desafíos en el control del tráfico aéreo. Fuente: Adobe Firefly

Para lograr un control eficiente del tráfico aéreo, la gestión de incidentes, la logística de equipaje, los controles de seguridad, los sistemas de información de pasajeros y otros procesos, un sistema de control de tráfico aeroportuario se basa en información precisa sobre los tiempos. En nuestro escenario, un intruso utiliza un dispositivo para interferir deliberadamente con las señales GNSS en un área específica. Si un servidor de hora se encuentra en la zona perturbada, se sincronizará incorrectamente debido a una información de temporización GNSS deficiente e inexacta o, en el caso de una señal de interferencia fuerte que bloquee completamente la transmisión, no se podrá sincronizar.

Consecuencias:

  • La sobrecarga de la red provoca retrasos en la transmisión de los datos necesarios para la sincronización horaria, lo que significa que los relojes del sistema ya no están sincronizados.
  • La sincronización horaria inexacta da como resultado errores de coordinación que tienen un impacto negativo en las operaciones diarias.
  • Los ataques de spam también pueden afectar a los sistemas de seguridad y provocar situaciones peligrosas, por ejemplo, si se manipulan los tiempos de las cámaras de vigilancia.
  • Además, se necesitan recursos considerables para combatir el ataque y normalizar el sistema.

Engaño

La suplantación de GNSS implica la generación y transmisión deliberada de señales GNSS falsas. Estas señales imitan las señales GNSS reales, pero están diseñadas para ser un poco más fuertes y superar gradualmente las señales reales recibidas por el dispositivo de destino. El objetivo es engañar al dispositivo objetivo para que acepte las señales falsas como legítimas, lo que da como resultado datos de posición o tiempo falsos.

A diferencia de la interferencia, en la que las señales GNSS simplemente se interfieren, la suplantación de identidad es una forma de ataque más sofisticada. Requiere una comprensión integral del sistema GNSS y su estructura de señal. Los suplantadores deben generar señales que no sólo sean similares en estructura a las señales GNSS reales, sino que también estén sincronizadas con precisión para combinarse perfectamente con ellas. Esta complejidad requiere hardware y software avanzados, así como experiencia técnica en tecnología GNSS.

Los riesgos de suplantación de GNSS son importantes. Pueden engañar a los sistemas de navegación, alterar las marcas de tiempo en las transacciones financieras o alterar la infraestructura crítica que depende de datos precisos de hora y ubicación. RecoPor lo tanto, identificar y mitigar los ataques de suplantación de identidad es de gran importancia para la seguridad y confiabilidad de los sistemas que dependen de datos GNSS.

¿Está pensando ahora que la suplantación de GNSS es sólo teoría y no está muy extendida en la práctica? ¡Entonces sigue leyendo ahora!

En un incidente notable que pone en duda la seguridad de la aviación, 20 aviones fueron desviados de su rumbo en el espacio aéreo iraní debido a señales de GPS falsificadas. Este evento enfatiza la importancia de la ciberseguridad y la integridad tecnológica en la aviación. Aún no se conocen la causa exacta ni los posibles autores de estas señales GPS falsificadas. Este incidente plantea preguntas importantes sobre las medidas de seguridad y las defensas contra tales amenazas. Las autoridades de aviación de todo el mundo ahora deben revisar y, si es necesario, fortalecer sus sistemas para evitar incidentes similares en el futuro.

Un avión vuela inesperadamente hacia una puesta de sol, simbolizando los 20 aviones que se desviaron de su rumbo debido a señales GPS incorrectas en el espacio aéreo iraní. Fuente: Tiempos de la India

Señales de interferencia de GPS manipuladas en todo el mundo en tiempo real

GPSJam.org Proporciona mapas actualizados diariamente de perturbaciones del GPS. Estos atascos se determinan utilizando datos de precisión del GPS informados por las aeronaves. El sitio web permite a los usuarios desarrollar una conciencia global de las áreas donde las señales de GPS pueden verse afectadas, lo que puede ser fundamental para la navegación y diversas aplicaciones basadas en GPS.

El sitio web clasifica la interferencia del GPS en diferentes niveles de intensidad. Aunque es posible que los detalles específicos sobre los niveles no estén disponibles directamente en el sitio web, generalmente se puede suponer que varían de "bajo" a "alto" según la degradación de la precisión de la señal GPS. Esta categorización ayuda a los usuarios a comprender mejor el alcance de la interferencia en diferentes regiones.

Una captura de pantalla del sitio web GPSJAM que muestra una descripción general global de la interferencia del GPS. El mapa utiliza colores para indicar la intensidad de las perturbaciones, que van desde baja (0-2%) hasta alta (>10%). Se resaltan áreas notables de interferencia concentrada y los datos son recoFechado para el 17 de noviembre de 2023. Fuente: GPSJAM

Señales de interferencia actualizadas diariamente

Una de las características principales es el suministro de datos actualizados diariamente. El sitio web se actualiza diariamente para proporcionar la información más reciente sobre la interferencia del GPS en todo el mundo. Esto garantiza que los usuarios tengan acceso a los datos más actualizados y relevantes sobre la interferencia del GPS.

Como GNSS becoAunque es más importante en diversos campos como la navegación y la sincronización, su seguridad también es importante.ecoming más importante. Esto no es sólo una cuestión técnica, sino un desafío de múltiples niveles que las empresas y las organizaciones deben abordar en un panorama de amenazas en evolución. El panorama de amenazas también es becoming más complejo. Ya no se trata sólo de la interrupción de la señal; Los ataques sofisticados como el spoofing, en el que se envía una señal falsa para engañar al destinatario, son becoming más común. Estos desafíos no son estáticos; evolucionan a medida que avanza la tecnología y requieren vigilancia y adaptación constantes.

Solución para proteger contra ataques de interferencia y suplantación de identidad

Sello de aprobación de que se garantiza la seguridad contra ataques de interferencia y suplantación de identidad.

GIDAS integrado desde OHB Soluciones Digitales en los servidores de tiempo DTS 4160 y DTS 4210.timecenter impide el uso de señales GNSS degradadas o manipuladas. Los algoritmos de última generación de GIDAS monitorean permanentemente la calidad de las señales recibidas por los servidores de tiempo. En caso de que se detecte un evento de interferencia o suplantación de identidad, el algoritmo genera una alerta inmediata y, por lo tanto, evita que el servidor de tiempo utilice información de tiempo inexacta o manipulada. OHB inside protege a los usuarios de Servidores de tiempo MOBATIME de las vulnerabilidades GNSS!

Si deja su sistema desprotegido, abres la puerta a los atacantes. Dado el papel fundamental que desempeña el GNSS en una variedad de áreas, desde la navegación hasta la sincronización horaria, los riesgos de un sistema desprotegido pueden tener consecuencias de gran alcance. Incluso las protecciones básicas pueden actuar como disuasivo, dificultando que los atacantes aprovechen las vulnerabilidades. El escenario ideal es una estrategia integral de seguridad GNSS que incluya monitoreo en tiempo real, actualizaciones periódicas y contramedidas adaptables para anticiparse a nuevas amenazas.

¿Le gustaría saber más sobre GNSS? ¿O te preguntas qué medidas debes tomar ahora para estar protegido en el futuro? Entonces ponte en contacto con nosotros, ¡estaremos encantados de asesorarte!

Dos personas están paradas frente a una pared con varios relojes y discutiendo sobre GNSS.
Los expertos de MOBATIME debaten el tema de la seguridad GNSS en los sistemas de sincronización horaria.
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