Vulnerabilidades dos sistemas de posicionamento por satélite
La vulnerabilidad más notable de los GNSS es la posibilidad de ser interferida la señal (la interferencia existe en todas las bandas de radionavegación). Existen varias fuentes de posible interferencia a los GNSS, tanto dentro de la banda como fuera de esta, particularmente por enlaces de microondas terrestres punto a punto permitidos por varios estados (1559 – 1610 MHz). Estos enlaces se irán eliminando gradualmente entre los años 2020 y 2025.
Las señales de los sistemas GNSS son vulnerables debido a la potencia relativamente baja de la señal recibida, pues provienen de satélites y cada señal cubre una fracción significativamente grande de la superficie terrestre.
En aviación, las normas y métodos recomendados (SARPS")) de la OACI para los GNSS exigen un nivel de rendimiento específico en presencia de niveles de interferencia definidos por la máscara de interferencia del receptor. Estos niveles de interferencia son generalmente acordes al reglamento de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). La interferencia de niveles superiores a la máscara puede causar pérdida de servicio pero no se permite que tal interferencia resulte en información peligrosa o que induzca a error.
Tipos de interferência
A interferência pode ser voluntária ou involuntária.
A probabilidade e as consequências operacionais desta interferência variam de acordo com o ambiente. Não é considerada uma ameaça significativa desde que os estados exerçam controlo e protecção adequados do espectro electromagnético, tanto para atribuições de frequências existentes como para novas. Além disso, a introdução de novos sinais GNSS em novas frequências garantirá que as interferências não intencionais não resultem na perda total do serviço (saída), embora sofram alguma deterioração no seu desempenho.
Foi determinado que a maior parte da interferência GNSS relatada vem de sistemas a bordo, e a experiência com a instalação de GNSS identificou diversas fontes de interferência não intencional.[5] Dispositivos eletrônicos portáteis também podem causar interferência ao GNSS e outros sistemas de navegação.
As fontes terrestres de interferência incluem atualmente comunicações VHF móveis e fixas,[6] ligações de rádio ponto a ponto na banda de frequências GNSS, harmónicas de estações de televisão, determinados sistemas de radar, sistemas de comunicações móveis por satélite e sistemas militares. As grandes cidades com fontes consideráveis de interferência de radiofrequência (RF), instalações industriais, etc., são mais propensas a interferências inadvertidas do que regiões remotas, onde tal interferência é altamente improvável. A probabilidade de tal interferência depende da regulamentação estadual do espectro, do gerenciamento de frequência e da fiscalização em cada estado ou região.
Devido à sua baixa potência, os sinais GNSS podem ser bloqueados por transmissores de baixa potência. Embora não tenha havido nenhum caso registado de interferência intencional contra aeronaves civis, por exemplo, a possibilidade de obstrução intencional do sinal deve ser considerada e avaliada como uma ameaça. Se o impacto for mínimo, a ameaça potencial é baixa, pois não há motivação para interferir. A magnitude do impacto potencial poderá aumentar à medida que o GNSS se tornar mais amplamente utilizado e confiável.
Spoofing é a corrupção intencional dos sinais de navegação para fazer com que as aeronaves se desviem e sigam uma trajetória de voo falsa. A simulação de sinais GNSS de satélite é tecnologicamente muito mais complexa do que a simulação de auxílios convencionais à radionavegação baseados em terra. A simulação da transmissão de dados GBAS é tão difícil quanto a simulação de auxílios de pouso convencionais.
Embora o bloqueio de simulação de sinal possa, teoricamente, induzir erros de navegação em uma determinada aeronave, é muito provável que seja detectado por procedimentos normais.[7] Os sistemas de alerta de proximidade do solo (GPWS) e os sistemas de prevenção de colisões aéreas (ACAS) fornecem proteção adicional contra colisões com o terreno e com outras aeronaves. Tendo em conta a dificuldade de interferir com o GNSS através de simulação, não são consideradas necessárias medidas operacionais únicas para a mitigar.
Efeitos ionosféricos e outros efeitos atmosféricos
A precipitação forte atenua apenas os sinais dos satélites GNSS em uma pequena fração de dB e não afeta as operações.
Os efeitos troposféricos são abordados pela concepção do sistema e não representam um aspecto de vulnerabilidade. Mas existem dois fenómenos ionosféricos que devem ser considerados:
Outras vulnerabilidades
Também é necessário considerar as vulnerabilidades dos segmentos terrestre e espacial do GNSS. Existe o risco de número insuficiente de satélites em uma determinada constelação por falta de recursos para mantê-la, lançamento ou falhas de satélite. Uma falha no segmento de controle da constelação ou erro humano pode causar a falha de múltiplos satélites em uma constelação.
Outro risco é a interrupção do serviço ou a sua degradação durante uma situação de estado de emergência nacional. Os países que fornecem sinais para navegação por satélite podem negar a sua disponibilidade, isto é chamado de disponibilidade seletiva. O proprietário de um sistema de navegação por satélite tem a capacidade de rebaixar ou eliminar os serviços de navegação por satélite em qualquer território que desejar. Assim, se a navegação por satélite se tornar um serviço essencial, os países sem sistemas próprios de navegação por satélite tornar-se-ão clientes dos estados que prestam esses serviços.
No caso do tráfego aéreo, se a negação do sinal for regional, todos os sinais GNSS civis seriam bloqueados e o espaço aéreo afetado seria fechado ao tráfego aéreo civil.
Outra situação menos provável seria a degradação ou negação dos sinais dos satélites principais ou dos satélites booster em toda a área de cobertura.
Na avaliação dos riscos operacionais relacionados com as vulnerabilidades do GNSS, devem ser considerados dois aspectos principais:
Ao considerar estas questões com base no espaço aéreo, os prestadores de serviços de navegação aérea podem determinar se a mitigação é necessária e, em caso afirmativo, até que nível. A mitigação é necessária para perturbações que tenham efeitos significativos e probabilidades de ocorrência moderadas a altas.
Novos sinais e grandes constelações de satélites reduzirão significativamente a vulnerabilidade do GNSS. A utilização de sinais mais fortes e das diversas frequências planeadas para GPS, GLONASS e Galileo eliminará efectivamente o risco de interferência inadvertida, uma vez que é muito improvável que uma fonte de tal interferência afecte mais do que uma frequência simultaneamente.
Mais satélites (mesmo constelações múltiplas) eliminarão o risco de interrupções completas do GNSS devido à cintilação, e a multiplicidade de frequências mitigará o efeito das mudanças ionosféricas. Os futuros satélites geoestacionários irão mitigar o efeito da ionosfera no SBAS, utilizando satélites cujas linhas de visão estão separadas por pelo menos 45°.
Sinais mais robustos e novas frequências GNSS tornam mais difícil interferir intencionalmente em todos os serviços GNSS. Um maior número de grandes constelações de satélites reduz o risco de falha do sistema, erros operacionais ou interrupções de serviço. Eles também podem continuar a fornecer serviço global no caso improvável de o fornecedor de um elemento GNSS modificar ou negar o serviço devido a situações de emergência estatal.