GPS-Störsender verursachen weltweit Sicherheits- und Zeitprobleme

Was haben finnische Zivilpiloten, die Flugsignale verlieren, Schiffe im Schwarzen Meer, die ihren Standort 40 Meilen entfernt an Land anzeigen, und US-Fahrer, die Mautgebühren vermeiden, gemeinsam? In jeder Situation handelt es sich um Störsender, die das Global Positioning System (GPS) betreffen.

Was ist das globale Positionierungssystem?

Das Global Positioning System ist ein Netzwerk von Satelliten, die Signale übertragen. Empfangsgeräte verwenden diese Signale, um einen geografischen Standort durch Trilateration zu bestimmen.

Um beispielsweise eine Position auf dem Boden zu bestimmen, sind mindestens drei eingehende Signale erforderlich. Mit mehr eingehenden Signalen verbessert sich jedoch die Genauigkeit. Um sowohl einen geografischen Standort als auch eine Höhe zu bestimmen, müssen mindestens vier Signale vorhanden sein.

GPS bestimmt nicht nur geografische Standorte, sondern bietet auch eine kritische vierte Dimension, die vielen nicht bekannt ist - die Zeit. Jeder GPS-Satellit enthält mehrere Atomuhren, die äußerst genaue Zeitdaten an die Empfänger senden. Die Empfänger decodieren diese Informationen und ermöglichen es einem elektronischen Gerät, die richtige Zeit innerhalb von 100 Milliardstel Sekunden zu bestimmen.

Warum ist GPS wichtig?

Unzählige Infrastrukturen, Unternehmen und elektronische Produkte basieren auf der Zeit- und Standortsynchronisation eines GPS. Sie beinhalten:

Kommunikationsindustrie
Energie- und Versorgungsunternehmen
Rettungsdienste (Polizei, Feuerwehr und Medizin)
Finanzmärkte
Transport (Luft, See, Schiene und Straße)
Medizinische Geräte
Geldautomaten
Tankstellen
Smart-Home-Geräte

Darüber hinaus sind viele andere Geräte in gewissem Maße auf GPS angewiesen. Die Anzahl und Art der Elemente, die GPS enthalten, nimmt mit fortschreitender Technologie zu.

Außerhalb der USA verlassen sich andere Länder hauptsächlich auf Chinas BeiDou-, Russlands Glonass- und Europas Galileo-Programme. Alle diese Systeme sind zusammen mit dem US-amerikanischen GPS-System Teil des Global Navigation Satellite System (GNSS).

Russische Verwendung von Störsendern stört GNSS

In den letzten Jahren haben die Russen begonnen, das GNSS zu blockieren. Anfangs hat Russland das GNSS nur zeitweise blockiert oder gefälscht, um den Standort von Präsident Putin zu verschleiern. Diese Taktik sollte Putins Sicherheit gewährleisten und verhindern, dass Waffen, die sich auf satellitengestützte Standorte stützten, ihn verfolgen.

Ein Vorfall mit den Schiffen im Schwarzen Meer ereignete sich beispielsweise, als Putin über die Kertsch-Brücke von Russland auf die Krim fuhr. Das führte dazu, dass 24 Schiffe, die in der Nähe ankerten, ihren Standort am über 40 Meilen entfernten Flughafen Anapa zeigten.

Putins palastartiges Sommerhaus in der Nähe des Schwarzen Meeres ist ebenfalls durch eine permanente GNSS-Spoofing-Zone geschützt. Das gibt seinem Haus das gleiche Maß an Luftraumschutz und GNS-Interferenz wie dem Kreml.

Russland hat jedoch in den letzten Jahren sein GNSS-Jamming, Blocking und Spoofing ausgeweitet. Ihre GPS-Störsender sind so weit fortgeschritten, dass sie wahrscheinlich weit verbreitete „Angriffe“ auf GNSS-Empfänger ausführen können, wodurch möglicherweise alle Navigationssysteme in einem ausgewählten Bereich gestört werden.

Amerikanische Verwendung von GPS-Störsender Auch ein Problem

Es gibt auch eine GPS-Störsender-Bedrohung innerhalb unserer eigenen Nation. Während die Federal Communications Commission (FCC) GPS-Störsender in den USA illegal gemacht hat, existieren sie immer noch.

Im Jahr 2015 berichteten Piloten, die zum Flughafen Nordost-Philadelphia flogen, dass sie ihre GPS-Navigationssignale verloren hatten, als sie sich der Landebahn näherten. Der Vorfall wurde von einem LKW-Fahrer verursacht, der auf einem nahe gelegenen Parkplatz geparkt war und ein Ortungsgerät mithilfe eines von ihm gekauften GPS-Störsenders deaktivierte.

LORAN, Amerikas frühes GPS

Während des Zweiten Weltkriegs entwickelten die Vereinigten Staaten das Langstrecken-Navigationssystem (LORAN) für Schiffskonvois, die den Atlantik überqueren, und für Langstrecken-Patrouillenflugzeuge. 1958 übernahm die US-Küstenwache die Kontrolle über LORAN.

Aufgrund der Genauigkeit von GPS entschied die Obama-Regierung 2009, dass LORAN „keine Regierungsfunktion mehr erfüllt und nicht als Backup für GPS geeignet ist“. Die Regierung erklärte das System für veraltet und sowohl die USA als auch Kanada schalteten ihre LORAN-Leuchtfeuer aus.

Bis 2015 hatten auch andere Länder auf der ganzen Welt ihre Leuchtfeuer abgeschaltet. Eine verbesserte Testversion von LORAN, bekannt als eLoran und genau innerhalb von 65 Fuß, wurde ebenfalls gestoppt.

Das National Timing Resilience and Security Act von 2018 schafft ein Backup-System für GPS

Das Vertrauen in GPS für Ort und Zeit ist so entscheidend, dass die US-Senatoren Cruz (R-Texas) und Markey (D-Mass) sowie die Kongressabgeordneten Garamendi (D-CA) und Hunter (R-CA) zusammengearbeitet haben, um den National zu passieren Timing Resilience and Security Act von 2018. Präsident Trump hat ihn im vergangenen Dezember unterzeichnet.

Dieses Gesetz erfordert die Schaffung eines Backup-Systems für GPS bis Ende 2020. Zu den Anforderungen gehört, dass das Backup-System die folgenden Merkmale aufweisen sollte:

Kabellos
Terrestrisch
Die Fähigkeit, eine großflächige Abdeckung bereitzustellen
Synchronisiert mit der koordinierten Weltzeit
Elastizität
Extrem schwer abzubauen
Kann an entfernten Standorten bereitgestellt werden

Darüber hinaus muss das Backup-System mit anderen ähnlichen Positionierungs-, Navigations- und Zeitmesssystemen zusammenarbeiten und diese ergänzen, einschließlich verbesserter Fernnavigationssysteme und landesweiter Differential-GPS-Systeme. Es sollte auch in der Lage sein, sich anzupassen und zu erweitern, um Positions- und Navigationsfähigkeiten bereitzustellen.

Darüber hinaus wurde im Gesetz die Verwendung des anwendbaren Fachwissens des Privatsektors zur Entwicklung, zum Bau und zum Betrieb des Systems festgelegt. Es muss mindestens 20 Jahre voll funktionsfähig sein.

In einer Pressemitteilung von 2018 sagte Senator Cruz (R-Texas): „Wenn das derzeitige System nur für einige Stunden gestört würde, würde das amerikanische Volk, die Wirtschaft und unsere Lebensweise unmittelbar bedroht sein. ” Senator Marley (D-Mass) fügte hinzu: „Der Banken-, Kommunikations-, Strom- und Transportsektor des Landes ist auf das genaue Timing von GPS angewiesen. Wir können nicht zulassen, dass dieses lebenswichtige System durch natürliche Phänomene wie Sonneneruptionen oder koordinierte Angriffe wie Jamming gefährdet wird. “

Beim GPS-Backup-System sind weitere Fortschritte erforderlich

Anfang März erklärte der Kongressabgeordnete DeFazio (D-Oregon), Vorsitzender des House Transportation and Infrastructure Committee, aus Besorgnis über die langsamen Fortschritte bei der GPS-Sicherung: „Wir sind besorgt, dass 14 Monate nach dem Mandat… Gesetz wurde und 11 Monate Nachdem der Kongress erhebliche Mittel bereitgestellt hatte, hat die Verwaltung kaum beobachtbare Fortschritte erzielt. “

In einem überparteilichen Brief haben die Kongressabgeordneten Larson (D-Washington) und Vorsitzender des Unterausschusses Luftfahrt, Maloney (R-New York), Vorsitzender des Unterausschusses Küstenwache und Seetransport, und Garamendi (D-Kalifornien), Vorsitzender der Streitkräfte Der Unterausschuss für die Bereitschaft bat den Verkehrsminister Chao um eine Statusaktualisierung. Ab Anfang Mai ist kein Update öffentlich verfügbar.

Da die USA zunehmend auf Technologie angewiesen sind, um viele Aspekte unseres Lebens zu steuern, geht die Tatsache, dass diese Technologie ein äußerst genaues Timing erfordert, nicht verloren. Wie die US-Allianz für Lösungen der Telekommunikationsindustrie hervorhob, sind GPS-Störsender, die Zeitprobleme verursachen, ein Fehlerpunkt für das drahtlose System und in unserem wachsenden Internet der Dinge.