Mitigação de Efeito Spoofing em GNSS na pré-correlação

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Carvalho, Antônio Pedro Santos Dias de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Instituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA)
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Spoofing
Mitigação
Pré-correlação
Sistemas de navegação por satélites
Processamento de sinais
Guerra Eletrônica
Link de acesso: https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/846314
Resumo: O GNSS (Global Navigation Satellite System) pode ser utilizado em aplicações militares e civis para fornecer posicionamento contínuo, seguro e confiável, velocidade e serviços de medição e cronometragem para usuários que necessitam de serviços de navegação, localização, serviços financeiros e de distribuição de energia. A utilização desse sistema exige estimativa confiável de posição e um grande risco para essa estimativa de posição é a chamada ameaça spoofing (falsificação). Um spoofer pode fabricar sinais falsos para induzir um receptor GNSS a estimar uma posição errada para seu usuário. Ao contrário do jamming, que visa interromper os sinais GNSS, os spoofers são tecnicamente mais elaborados. Ao replicar os sinais GNSS, um spoofer pode enganar o receptor fazendo-o pensar que está em outro local naquele momento e diferentemente do jamming, o usuário não o detecta facilmente. Muitas pesquisas abordam a detecção e mitigação de spoofing considerando várias técnicas e estratégias distintas. Neste trabalho será apresentada uma abordagem de mitigação de spoofing na pré-correlação considerando um sistema com vários sensores. Esta abordagem é independente dos sinais GNSS ou constelação considerados, seja considerando serviços abertos ou para militares autorizados. É assumido neste trabalho um receptor integrado solto onde o subsistema anti-spoofing está processando sinais do arranjo de antenas e então passa um sinal livre de spoofing para o receptor GNSS conectado. Assim, o receptor GNSS é considerado de última geração, sem características específicas. A detecção de spoofing na estimativa de direção de chegada (azimute e elevação), a subsequente atenuação do spoofing por filtragem espacial e a continuação do serviço dos satélites será discutida. Essa abordagem pode ser considerada uma abordagem adaptativa cega, pois nem as características do sinal nem os DOA’s dos sinais são conhecidos antecipadamente pelo receptor. Assume-se um receptor estático com 7 sensores e um atacante/spoofer estático com 1 antena transmissora.
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Ao replicar os sinais GNSS, um spoofer pode enganar o receptor fazendo-o pensar que está em outro local naquele momento e diferentemente do jamming, o usuário não o detecta facilmente. Muitas pesquisas abordam a detecção e mitigação de spoofing considerando várias técnicas e estratégias distintas. Neste trabalho será apresentada uma abordagem de mitigação de spoofing na pré-correlação considerando um sistema com vários sensores. Esta abordagem é independente dos sinais GNSS ou constelação considerados, seja considerando serviços abertos ou para militares autorizados. É assumido neste trabalho um receptor integrado solto onde o subsistema anti-spoofing está processando sinais do arranjo de antenas e então passa um sinal livre de spoofing para o receptor GNSS conectado. Assim, o receptor GNSS é considerado de última geração, sem características específicas. A detecção de spoofing na estimativa de direção de chegada (azimute e elevação), a subsequente atenuação do spoofing por filtragem espacial e a continuação do serviço dos satélites será discutida. Essa abordagem pode ser considerada uma abordagem adaptativa cega, pois nem as características do sinal nem os DOA’s dos sinais são conhecidos antecipadamente pelo receptor. Assume-se um receptor estático com 7 sensores e um atacante/spoofer estático com 1 antena transmissora.GNSS (Global Navigation Satellite System) can be used in both military and civil applications to provide continuous, safe and reliable positioning, speed and measurement and timing services for users who need navigation services location, financial services and energy distribution. Using this system requires reliable position estimation and a major risk to this position estimation is the so-called threat of spoofing. A spoofer can fabricate false signals to trick a GNSS receiver into estimating the wrong position for the user. Unlike jamming, which aims to interrupt GNSS signals, spoofers are technically more elaborate. By replicating GNSS signals, a spoofer can trick the receiver into thinking it is somewhere else at that time and unlike jamming, the user does not easily detect it. Much research addresses spoofing detection and mitigation considering several different techniques and strategies. In this work, we present a pre-correlation spoofing mitigation approach considering a system with several sensors. This approach is independent of the considered GNSS signals or constellation, either considering open or authorized services. In this work, we assume a loose integrated receiver where the anti-spoofing sub-system is processing signals of the antenna array and then passes a spoofing-free signal to the connected GNSS receiver. Thus, the GNSS receiver is considered a state-of-the-art with no specific features. The spoofing detection based on the direction of arrival (azimuth and elevation) estimation, the subsequent spoofing mitigation by spatial filtering and the continued reception and processing of the GPS satellites will be discussed. This approach can be considered a so-called blind adaptive approach, as neither the signal characteristics nor the DOAs of the signals are known by the receiver in advance. A static receiver with 7 sensors and a static attacker/spoofer with 1 receiver antenna is assumed.Instituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA)Antreich, Felix DieterCarvalho, Antônio Pedro Santos Dias de2023-08-10T19:02:42Z2023-08-10T19:02:42Z2023info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCARVALHO, Antônio Pedro Santos Dias de. Mitigação de efeito spoofing em GNSS na pré-correlação. 2023. 68 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Eletrônica e Computação) - Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São José dos Campos, 2023.https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/846314info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Produção Científica da Marinha do Brasil (RI-MB)instname:Marinha do Brasil (MB)instacron:MB2025-08-26T17:03:50Zoai:www.repositorio.mar.mil.br:ripcmb/846314Repositório InstitucionalPUBhttps://www.repositorio.mar.mil.br/oai/requestdphdm.repositorio@marinha.mil.bropendoar:2025-08-26T17:03:50Repositório Institucional da Produção Científica da Marinha do Brasil (RI-MB) - Marinha do Brasil (MB)false
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