LoranC sårbarhet.: LoranC evne til å motstå jamming/spoofing

Abstract

Grunnlaget for det arbeidet som er utført i denne rapporten er påstanden om LoranCsrobusthet som navigasjonssystem. Robustheten til systemet måles i systemets egen evnetil å motstå interferens (absolutt robusthet) og hvor robust LoranC er i forhold til andre navigasjonssystemer(relativ robusthet). Fokuset i denne rapporten er å gi en beskrivelse av navigasjonssystemet LoranC, hvilke faktorer som påvirker signalet langs utbredelsesveien og hva som skal til for å interferere med disse signalene. For å avdekke hva som kan gjøres for å interferer med LoranC signalene er det utført praktiske målinger/jammetest. De teoretiske beregningene sammen med observasjonene i det praktiske forsøket skal danne grunnlaget for et hensiktsmessig oppsett av en mobil LoranC jammerenhet.Ønsker man å påvirke en mottakers posisjonsangivelse er det viktig at man kjennertil virkemåten til systemet og prinsippene brukt i mottakerene. Kapittel 4.2 tar for segde teoretiske aspektene ved LoranC systemet og kap 4.3 omhandler virkemåten til enLoranC mottaker. Søken etter å finne sårbarheten til systemet startes med å se på de potensielle feilkildene som systemet må ta høyde for under normal drift. LoranC signalene påvirkes av underlaget(den elektriske ledeevnen), topografien, årstiden og de aktuelle atmosfæriske forholdene. Dette er degraderende faktorer som LoranC-systemet må ta med i beregningene for å oppnå systemkravene til posisjonsnøyaktighet. For å gi en bedre forståelse for hva LoranC signalene ved normal drift påvirkes av vil kap.4 gi en gjennomgang av utbredelse av LoranC-signaler og hvordan den atmosfæriske støyen påvirker disse signalene.Videre gir kap 4.8 en introduksjon av generelle signaltyper og modulasjoner som kanbenyttes til å interferere med LoranC-signalene. Dette er signaler som videre skal benyttes som jamme/narre signaler i de praktiske målingene.Grensesnittet mellom det elektriske interferenssignalet(jamming/spoofing) og utbredelsesmediumet(eteren) er antennen, og på grunn av at LoranC er et lavfrekvent navigasjonssystem vil signalenes lange bølgelengden skape utfordringer ved antennedesignet.I denne rapporten vi dette gjøre seg mest gjeldende ved at størrelsen til LoranC senderantennen begrenses av kravet til mobilitet hos jammeenheten, mens god antenneeffektivitet krever en fysisk stor antenne. Kap 4.9 gir en oversikt over disse utfordringene og viser beregninger av en antenne som kan benyttes i et slikt mobilt jammeoppsett.For beregning av feltstyrkeverdiene til LoranC-signalene og den atmosfæriske støyen vedmålestasjonen ble det utviklet og brukt et Excel-program med utgangspunkt i drøftet bølge- og støy-teori. Kapittel 5 gir en gjennomgang av dette Excel-programmet. Beregningene i dette programmet danner grunnlaget for hva som kreves av en jammeenhetsom skal kunne interferere med LoranC signaler fra tre valgte sendere. Hva som krevesav en slik jammerenhet er presentert i dette kapittel.I kapittel 6 beskriver de praktiske målingene som ble utført på Frøya. For å avdekke hvasom er den mest effektive formen for interferens med LoranC-signaler ble interferensmålingene utført ved bruk av to typer antenner, forskjellige signaltyper/modulasjoner og varierende signalstyrke/avstand. Videre ble de teoretiske signalberegninger for LoranCsignalet og den atmosfæriske støyen sammenlignet med signal-verdier observert under jammemålingene. Egenskapene og ytelsen til jammeantennene og posisjonsplottet fra LoranC mottakeren ble også observert og benyttet til å fastslå effektiviteten av interferensen med LoranC-signalene og jamme-effektivitet. Denne rapporten avsluttes med at de teoretiske resultatene i kombinasjon med de praktiske undersøkelsene gir en bedømmelse av LoranC sin robusthet samt et oppsett av et mobilt LoranC-jammesystem.