تقنية خداع الملاحة بدون طيار

يشير الخداع الملاحي الذي يستهدف الطائرات بدون طيار بشكل عام إلى استخدام وسائل تقنية معينة لإدخال معلومات الملاحة الخاطئة بشكل مصطنع في طائرات بدون طيار غير قانونية، مما يتسبب في قيام نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية الخاص بالطائرة بدون طيار بتحديد موقعها بشكل غير صحيح، وبالتالي إجراء تخطيط غير صحيح للمسار والتحكم في الطيران، وبالتالي تحقيق بغرض إبعاد الطائرة بدون طيار أو الهبوط الاضطراري في مكان محدد. نظرًا لحقيقة أن الطائرات بدون طيار السائدة تستخدم حاليًاالنظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية(GNSS) باعتبارها المصدر الرئيسي لمعلومات الملاحة، يمكن أن تؤثر تقنية خداع الملاحة تقريبًا على جميع الطائرات بدون طيار، وخاصة الطائرات المدنية بدون طيار، ولها قابلية تطبيق جيدة. في الاستخدام العملي، تصدر معدات التوجيه الملاحية بدون طيار الأرضية بشكل عام إشارات ملاحية زائفة لها تشابه معين مع إشارة GNSS الحقيقية للطائرة بدون طيار، مما يجبر المستخدمين المعنيين على استقبال وحساب إشارات الملاحة الزائفة هذه في محطة الاستقبال، مما يجعل الطائرة بدون طيار تحصل على خطأ معلومات الموقع والسرعة والوقت في ظل ظروف مخفية وغير قادرة على اكتشافها بشكل فعال. وتجدر الإشارة إلى أن خداع الملاحة يختلف عن التداخل الملاحي. يستخدم تداخل قمع الملاحة عمومًا أجهزة تشويش عالية الطاقة لإرسال أنواع مختلفة من إشارات القمع، مما يجعل جهاز الاستقبال المستهدف غير قادر على استقبال إشارات الملاحة العادية، ولا يتمكن المستخدمون من الحصول على نتائج الملاحة وتحديد المواقع والتوقيت، مما يؤدي إلى عدم توفر نظام الملاحة. نظرًا لحقيقة أن خداع الملاحة في كثير من الأحيان لا يتطلب قوة إرسال قوية للغاية، وله إخفاء جيد، ويمكنه توجيه المستخدمين المعنيين للتنقل بطريقة خاطئة إلى حد ما، فإن هذا أيضًا يجعل خداع الملاحة له تأثيرات تطبيقية جيدة في الممارسة العملية.

يوجد حاليًا تقنيتان رئيسيتان لخداع الملاحة للطائرات بدون طيار:

1) إعادة توجيه الخداع

كما يوحي الاسم، يشير الخداع الأمامي إلى وضع جهاز استقبال GNSS حول الهدف المراد خداعه، وتخزين إشارة GNSS الحقيقية وإعادة توجيهها إلى الهدف لتحقيق تأثير الخداع. بشكل عام، نظرًا لحدوث تأخير وصول الإشارة الحتمي أثناء استقبال الإشارة وتخزينها ومعالجتها وإعادة توجيهها، يمكن تقسيم تداخل إعادة التوجيه إلى خداع إعادة التوجيه المباشر وخداع إعادة التوجيه المؤجل استنادًا إلى وجود تأخير بشري في التأخير. نظرًا لحقيقة أن التشويش الأمامي للخداع يوجه الإشارة الحقيقية مباشرة، فهذا يعني أنه طالما يمكن استقبال الإشارة الحالية، يمكن تنفيذ الخداع. ولذلك، ليست هناك حاجة لمعرفة بنية الكود الكاذب للإشارة مسبقًا، خاصة دون فهم تفاصيل التنفيذ المحددة لرمز GPS M (Y). لذلك، يمكن خداع إشارات GPS العسكرية بشكل مباشر. ومع ذلك، نظرًا لأن تأخير وصول إشارة الخداع المعاد توجيهها إلى جهاز الاستقبال يكون دائمًا أكبر من تأخير وصول الإشارة الحقيقية. نظرًا لعدم القدرة على تغيير بنية الكود الزائف وقيمة قياس المسافة الزائفة فقط أثناء عملية الخداع، فإن مرونة التحكم في تداخل الخداع الأمامي المتزامن تكون ضعيفة نسبيًا، وغالبًا ما تتطلب استراتيجيات أكثر تعقيدًا للتحكم في التأخير الأمامي، كما أنها تحتوي أيضًا على بعض القيود على موقع نشر أجهزة الشحن. بالنسبة لأجهزة الاستقبال التي حققت بالفعل تتبعًا مستقرًا لإشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، يكون تشويش الخداع الأمامي فعالاً فقط عندما يكون التأخير بين الإشارة الأمامية والإشارة المباشرة في مركز الطور لهوائي الاستقبال المستهدف أقل من شريحة واحدة بسبب طور الكود الزائف الخاص بها الساعة متخلفة عن الإشارة الحقيقية. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الأبحاث أنه نظرًا لأن أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تستقبل عادةً إشارات أقمار صناعية متعددة (عادةً أكثر من 10 قنوات)، فإنه غالبًا ما يكون من الضروري استقبال وإعادة توجيه إشارات أقمار صناعية متعددة أثناء الخداع. ومع ذلك، من الناحية العملية، إذا تم استخدام محطة واحدة وهوائي واحد لإعادة التوجيه، فإنه غالبًا ما يكون من المستحيل إرسال أكثر من أربع قنوات (باستثناء أربع قنوات) من إشارات الأقمار الصناعية في وقت واحد، ويلزم إعادة توجيه إشارات متعددة في محطة إعادة توجيه واحدة، غالبًا ما يؤدي ذلك إلى وجود عدد كبير من محطات إعادة التوجيه، كما يتم أيضًا اكتشاف إشارات انتحال التوجيه بسهولة. لذلك، غالبًا ما يكون استخدام الانتحال الأمامي محدودًا في الممارسة العملية.

(2) الخداع التوليدي

المبدأ الأساسي للخداع التوليدي هو استخدام أجهزة الخداع لحساب المعلمات الضرورية في الوقت الفعلي مثل تأخير طور الشفرة، ودوبلر الموجة الحاملة، ورسالة الملاحة، وما إلى ذلك لإشارة GNSS التي يحتاج المستخدم إلى استقبالها في موقع المستخدم المتوقع المحدد مسبقًا . وبناءً على ذلك، يتم إنشاء إشارة GNSS كاذبة عند تلك النقطة وتشع إلى كائن الخداع من خلال هوائي الإرسال، مما يؤدي إلى إخفاء إشارة GNSS الحقيقية مع ميزة الطاقة للإشارة الكاذبة، مما يجعلها تتتبع تدريجيًا وتلتقط مرحلة الكود الزائف المحددة و دوبلر حامل لإشارة الخداع، بحيث يمكن للهدف المراد خداعه الحصول على قيم قياس نطاق زائفة غير صحيحة، ثم حساب معلومات الموقع غير الصحيحة، وتحقيق غرض الخداع في النهاية. يظهر المبدأ الأساسي لهذه الطريقة في الشكل التالي:

يتطلب الخداع التوليدي فهمًا كاملاً لبنية البيانات والترددات لإشارات GNSS، مثل هياكل الكود الزائف ورسائل الملاحة وما إلى ذلك، مما يجعل من الصعب تنفيذ الخداع التوليدي على إشارات الكود P (Y). نظرًا لحقيقة أن تشويش الخداع التوليدي يستخدم جهازه الخاص لتوليد إشارات الخداع ولا يعتمد على نظام GNSS، يمكن لطرف الخداع تحديد رسالة الملاحة ووقت إرسال الإشارة بحرية، مما يسمح لإشارة الخداع بالوصول إلى جهاز الاستقبال إما متأخرًا أو قبل الإشارة الحقيقية. لذا فإن التداخل التوليدي يمكن أن يخدع جهاز الاستقبال المستهدف من خلال وسائل مختلفة مثل تغيير قيم القياس التجريبي للوصول والتلاعب بالتقويمات الفلكية/التقاويم الفضائية. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن إشارات GNSS هي في الواقع إشارات طيف منتشرة متسلسلة مباشرة تتكرر في فترة تشفير معينة، فقد أظهرت الأبحاث أن إشارات الخداع التوليدية يمكن أن تتطابق تلقائيًا مع مرحلة الكود مع الإشارة الحقيقية خلال أطول فترة كود زائف (1 مللي ثانية لإشارات GPS L1) )، واسحب حلقة تتبع الكود الزائف لجهاز الاستقبال لتتبع إشارة الخداع من خلال طاقة أعلى قليلاً من الإشارة الحقيقية. في الوقت نفسه، نظرًا لخاصية التكرار الدوري للكود الزائف في إشارة الخداع، إذا لم يكن الخداع ناجحًا خلال دورة كود زائف واحدة، فيمكن لإشارة الخداع أيضًا تنفيذ الجر تلقائيًا في دورة الكود الزائف التالية حتى يصل المتلقي المستهدف يتم توجيهه بنجاح. بمجرد نجاح إشارة الخداع في سحب حلقة تتبع الكود الزائف لجهاز الاستقبال المستهدف، يمكن للطرف المسبب للتداخل التحكم في توقيت نتائج تحديد موقع جهاز الاستقبال المستهدف عن طريق ضبط مرحلة الكود الزائف لإشارة الخداع المرسلة، وبالتالي تحقيق هدف خداع الهدف المتلقي. لذلك، لا تتطلب هذه الطريقة متطلبات عالية بالنسبة للحالة الحالية لجهاز الاستقبال. يمكنه خداع كل من جهاز الاستقبال في حالة الالتقاط وجهاز الاستقبال في حالة تتبع الحالة المستقرة. ولذلك، فإن التطبيق العملي للخداع التوليدي غالبًا ما يكون أقوى.

نظرًا للتطبيق العميق لأنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية في مختلف جوانب الحياة الاجتماعية والتطبيقات العسكرية، فإن محطات استقبال الملاحة عبر الأقمار الصناعية التي تستقبل إشارات كاذبة وتحصل على توقيت ونتائج تحديد موقع غير صحيحة قد تؤدي إلى عواقب كارثية. ولذلك، فإن عدد التدابير المضادة للطائرات بدون طيار باستخدام تكنولوجيا الخداع الملاحي يتزايد باستمرار. في 4 ديسمبر 2011، زعمت قوات الدفاع الجوي الإيرانية أنها استخدمت تقنية الخداع للاستيلاء على طائرة استطلاع أمريكية بدون طيار من طراز "RQ-170" على طول الحدود الشرقية للبلاد. إذا كان هذا التقرير صحيحًا، فسيكون أول تطبيق لتقنية خداع الملاحة في الإجراءات المضادة للمركبات الجوية بدون طيار. وفقًا لتقارير وسائل الإعلام، من المرجح جدًا أن تكون روسيا، باعتبارها دولة رئيسية في تكنولوجيا ومعدات الحرب الإلكترونية، قد استخدمت على نطاق واسع تكنولوجيا الخداع التي تستهدف نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في السنوات الأخيرة. ووفقا لمنظمة C4ADS، وهي منظمة غير ربحية في الولايات المتحدة، فقد وقع ما يقرب من 10000 حادثة خداع مختلفة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في روسيا في السنوات الأخيرة، خاصة عندما يزور الرئيس الروسي بوتين مناطق حساسة، ستظهر حولها إشارات GPS خادعة. وبالإضافة إلى ذلك، أفادت المنظمة أنه في موسكو، وخاصة بالقرب من الكرملين، وجد السياح مرارا وتكرارا أن موقعهم محدد كمطار على بعد 32 كيلومترا. ويُنظر إلى هذا النهج الذي تتبعه روسيا على نطاق واسع على أنه إجراء دفاعي لتجنب التعرض لهجوم من قبل أسلحة الناتو الموجهة عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). وتشير التحليلات إلى أن الجيش الروسي تمكن بشكل متكرر من إحباط الهجمات العنقودية بطائرات بدون طيار التي استهدفت قواعده العسكرية في سوريا، ربما بسبب استخدام تكنولوجيا الخداع الجزئي لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).