Thread by @Adam_AS_2

Zaintrygował mnie wątek dotyczący zakłóceń GNSS (Global Navigation Satellite Systems) nad Polską i postanowiłem trochę pogrzebać w temacie.
#GNSS #WRE #PoCoNamWRE
Robimy kawę i zaczynamy poniedziałek z przytupem.
1/n

Powodem mojego zainteresowania jest ten oto wpis:

Zacząłem drążyć temat i szybko okazało się, że brakuje mi wiedzy. Jako że w temacie systemów nawigacyjnych jestem laikiem przepraszam z góry za wszelkie błędy i uproszczenia. Szybkie zgłębianie tematu
2/n

https://twitter.com/SignalsEta/status/1748601188767994239

przypomina trochę wchodzenie do zamulonego jeziorka– nagle się okazuje, że każdy twój ruch pogarsza tylko sytuację. Próba wyjaśnienia jednego skrótu doprowadza do konieczności zbadania kolejnych wątków, bo ADS-B bazuje na NACp i NIC które można przełożyć na HPL i HOFM używane
3/n

w RAIM. To jest jak próba zakucia całego materiału do semestralnego kolokwium w jedną noc.

Zacznijmy więc od kilku definicji i skrótów, które pojawiają w przytoczonym wątku i całym temacie.

GNSS czyli Global Navigation Satellite Systems. Sam się łapię na tym, że myśląc o
4/n

systemie globalnej nawigacji satelitarnej utożsamiam go z GPS. Faktycznie to GNSS tworzy kilka systemów takich jak GPS, GLONASS, GALILEO, BEIDOU, QZSS czy SBAS. Upraszczając im więcej satelitów mamy nad głową tym lepszy odczyt naszego położenia mamy. Mówiąc położenia mam tu
5/n

na myśli dwie współrzędne geograficzne, ale również prędkość i wysokość (szczególnie ważne w nawigacji).

ADS-B czyli Automatic Dependent Surveillance-Broadcast. Bardzo „fajny” system zaprojektowany dla ruchu lotniczego, który pozwala zobrazować sytuację w powietrzu. Tyle że
5/n

zamiast informacji z radarów wykorzystuje dane z GNSS. Każdy statek powietrzny posiadający na pokładzie urządzenie systemu ADS-B informuje wszystkich wokół o swoim położeniu, prędkości i kierunku lotu, wysokości, numerze lotu itp. Odbiera również te informacje od innych
6/n

samolotów w „okolicy” i rysuje na mapie sytuację w powietrzu. ADS-B nadaje również informacje pogodowe. Pilot ma dzięki temu w miarę pełny obraz tego, co się dzieje na niebie. System pomyślano w taki sposób, aby był tani, bo wykorzystuje już istniejące systemy nawigacji
7/n

satelitarnej i eliminuje koniczność stosowania drogich i ciężkich radarów na samolotach cywilnych. Nie jest chyba żadną tajemnicą, że każdy przewoźnik cieszy się, gdy może w danym locie zabrać więcej kilogramów ładunku, bo każdy kilogram to dodatkowe $ w kieszeni.
8/n

Dodam jeszcze, że ADS-B działa również na ziemi - pomaga lokalizować statki powietrzne na lotniskach. Kto ogląda „Katastrofę w przestworzach” ten wie, że na zatłoczonych lotniskach nie jest to łatwa kwestia i nawet na drodze kołowania kontroler może zgubić samolot.
9/n

Inżynierowie tworzący ten system przemyśleli wiele zagadnień, w tym problem dokładności i wiarygodności danych o położeniu statku powietrznego. Tu pojawiają się dwa nowe skróty NIC (Navigation Integrity Category) i NACp (Navigation Accuracy Category for Position). Bez
10/n

zbędnego zagłębiania się w temat (z tego co zrozumiałem) NIC to parametr niepewności pomiarów wertykalnych (wysokość), a NACp horyzontalnych (położenie x-y). Mogą one przyjmować wartości od „pomiar niewiarygodny/położenie nieznane” do „dokładność poniżej 7,5m” (dla NIC) lub
11/n

„dokładność poniżej 3m” (dla NACp). Analizując te dwa parametry system może określać moment w którym dane nawigacyjne stają się niewiarygodne, co jest jednoznaczne z wejściem w strefę zakłóceń.

Dobra, został jeszcze jeden termin do wyjaśnienia i przechodzimy do mięska,
12/n

a mianowicie MLAT. ADS-B jest stosunkowo młodym systemem i zapewne w przyszłości wyprze starsze rozwiązania, ale nadal w użyciu są transpondery, czyli urządzenia na samolotach robiące prawie to samo co ADS-B, ale w oparciu o dane z systemów pokładowych, a nie o GNSS. System
13/n

transponderów był przez lata rozwijany i udoskonalany, a jedną z jego iteracji jest właśnie MLAT. Technologia ta wykorzystuje zjawisko multirateracji sygnałów radiowych. Tak po ludzku mówiąc transponder samolotu (w modzie S) nadaje swoje informacje, które odbierane są przez
14/n

stacje naziemne z pewnym (różnym dla każdej stacji) opóźnieniem. Jeśli transponder znajduje się w zasięgu co najmniej 4 takich stacji naziemnych system oblicza jego położenie (współrzędne geograficzne) oraz wysokość, a w kolejnym cyklu również kurs i prędkość.
15/n

No to teraz przechodzimy do nitki @SignalsEta @FlyerOne86 oraz ich ustaleń, czyli obiecane samo mięsko.
Maniacy tematu grzebią w nim od dłuższego czasu i udało im się ustalić, że źródło zakłóceń GPS/GNSS znajduje się gdzieś w okolicach KRÓLEWCA. Jak to zrobili? Analizując
16/n

dane dotyczące setek lotów nad Europą pochodzące z systemu ADS-B.

Jak dokładnie? Korzystając np. z lot, który w interesującym nas obszarze „zgubił” sygnał GNSS i w systemie ADS-B wysłał kod 0 w parametrach NIC i NACp,
17/n

https://twitter.com/FlyerOne86/status/1748475275363447274

flightaware.com/znajdujemy

czyli samolot wleciał w strefę zakłóceń. Sprawdzamy jaką miał wysokość w chwili zgubienia GNSS, wyciągamy program do liczenia propagacji fal radiowych i dostajemy odległość, w jakiej musiało znajdować się źródło zakłóceń. Jeden przypadek nic nam nie daje, bo na mapie rysujemy
18/

okrąg o promieniu jaki wyszedł z obliczeń propagacji, a źródło zakłóceń znajduje się gdzieś na tym okręgu. Gdy powtórzymy procedurę dla kilkunastu przypadków to zaczyna pojawiać się pewien schemat. Kolejne okręgi zaczynają się przecinać w jednym punkcie na macie (Pi * drzwi).19/n

Gdzie? W Królewcu.

W ubiegłym tygodniu zakłócenia sygnału GNSS nad Bałtykiem i Polską były wciąż obecne. Tak się dobrze złożyło, że pewien samolot postanowił w tym czasie zrobić kilka przelotów (dokładnie 3) wokół Obwodu Królewieckiego. Tą maszyną był samolot rozpoznania
20/n

radioelektronicznego ARTEMIS (Airborne Reconnaissance and Target Exploitation Multi-Mission System) o sygnale wywoławczym BRIO68. Maszyna może i z zewnątrz niepozorna, ale naprawdę byłoby pięknie, gdybyśmy mieli taką choć jedną. BRIO68 zazwyczaj lata z lotniska Constanta w
21/n

Rumunii, a jego trasy ciągną się najczęściej wzdłuż wschodniej flanki NATO: wschodnia granica Rumunii, Węgier, Polski, Litwa, Łotwa i Estonia.

Ale co wynikło z przelotu wokół Królewca? Z pewnością były piękne widoki, załoga zapewne nagrała sporo ciekawych dźwięków
22/n

(np. takich ćwierkających jak skowronek, a może jelenie na rykowisku), ale wyszło też kilka ciekawostek w sygnale ADS-B. Dzięki temu, że BRIO68 miał w trakcie tego lotu włączoną aparaturę ADS-B oraz transponder można było porównać dane z tych systemów. Okazuje się, że
23/n

zakłócenia GNSS pojawiały się tylko w określonym sektorze. Czerwona część trasy to obszar, gdzie ADS-B raportował zakłócenia, a transponder nadawał prawidłowe dane nawigacyjne. Zielona część trasy to obszar gdzie oba systemy pracowały prawidłowo.
24/n

Interesujące, a nawet bardzo interesujące. Wniosek: Rosjanie ustawili jakiś sprzęt zakłócający sygnał GNSS/GPS w obwodzie Królewieckim, a anteny tego systemy można ustawiać kierunkowo, zakłócając wybrane sektory.
Dlaczego to robią? Nie wiem, ale może ma to coś wspólnego z
25/n

pewnymi obietnicami krajów Beneluksu dotyczącymi latającego drapieżnika, który ostatnio obchodził 50 rocznicę pierwszego wylotu z gniazda. Niebo nad Europą jest mocno zatłoczone, a latanie bez włączonego transpondera nie jest w takich warunkach najmądrzejszym posunięciem.
26/n

Może Rosjanom mocno zależy na obserwowaniu tras przelotów tych drapieżników? Może chcą wiedzieć kiedy kury trzeba będzie zagonić do kurnika, żeby im jakiś jastrząb czy orzeł nie przetrzebił hodowli?
Dlaczego zakłócają sektorowo a nie po całości? Nie zapominajmy, że wszelkie
27/n

loty z Rosji kontynentalnej do Królewca idą nad Bałtykiem. Trochę głupio by było, gdyby Iwan się zgubił i wleciał w przestrzeń powietrzną NATO.

Na koniec podziękowania dla @FlyerOne86 i @SignalsEta za świetną robotę 👍👍👍oraz dla @NitkaPiotrek za pomoc i podpowiedź
28/n

po jakich nitkach mam szukać kłębka. Szkoda tylko, że nie powiedziałeś, że tych kłębków będzie aż tyle.

No to co, podobało się? To wrzucamy dla WOŚP lub CARITAS, wypijamy kawę lub piwko za zdrowie najbliższych i klikamy serducho.
Do następnej nitki.
29/n gdzie n=29

@threadreaderapp unroll