Bezpieczeństwo bezzałogowych systemów powietrznych w środowisku zakłóceń

• Authors: Bielawski Radosław

Title variants

EN

Safety of the Unmanned Aircraft Systems in a Harsh Interference Environment

RU

Безопасность беспилотных воздушных систем в среде помех

• Languages of publication: PL

Abstracts

PL

Przedmiotem badań tego opracowania są zakłócenia jako forma niekinetycznej walki z bezzałogowymi systemami powietrznymi. Celem praktycznym artykułu jest uporządkowanie teoretycznej wiedzy i terminologii dotyczącej zakłóceń, celem poznawczym natomiast jest wykazanie, że zakłócenia stanowią realny i nowy problemem, dotyczący bezpieczeństwa użytkowania bezzałogowych systemów powietrznych. W pracy użyto teoretycznych metod badawczych, takich jak: analiza, synteza, abstrahowanie i uogólnienie. Rezultatem badań jest określenie rodzajów zakłóceń (głównie jamming oraz spoofing) oraz ich charakterystyki w stosunku do bezzałogowych aparatów latających. Dokonano uporządkowania wiedzy teoretycznej, wyjaśniając techniki zakłóceń, wskazując na cele ataków oraz obiekty ich oddziaływania. W pracy dokonano analizy możliwości dostępnych, niekinetycznych systemów neutralizacji BSP wraz z ich możliwościami oraz charakterystyką taktyczno-techniczną. Przewidując dalszy rozwój bezzałogowych systemów powietrznych wskazano na problem bezpieczeństwa w kontekście autonomizacji tych systemów. Drugim ważnym wnioskiem jest brak norm prawnych regulujących używanie urządzeń do zakłócania. Stwarza to realny problem, pozwalając na ich użytkowanie np. w stosunku do urządzeń satelitarnych systemów nawigacyjnych, stosowanych powszechnie w lotnictwie.

EN

This study considers signal interference as a form of non-kinetic warfare against unmanned aircraft systems (UAS). The practical purpose of this paper is to organize the theoretical knowledge and terminology concerning interference, while its cognitive purpose is to demonstrate that this recently recognized problem is a real threat to the safe use of unmanned aircraft systems. The research methods employed in this work – analysis, synthesis, abstracting and generalization – serve to determine the types of interference (i.e. primarily jamming and spoofing) and their characteristics in relation to unmanned aircraft. The paper organizes the theoretical knowledge by explaining the signal interference techniques and indicating the targets of attacks or objects of interest. Therefore, available non-kinetic energy UAS neutralization systems are analyzed with respect to their capabilities, tactical characteristics and technical specifications. Given the anticipated further development of unmanned aircraft systems technologies, signal interference carries serious implications for the safety of autonomous operation of these systems. The second important conclusion highlighted in this analysis is the absence of a legislative framework that would regulate the use of interference facilities. This gap in legal regulations implicitly permits their engagement against such crucial infrastructure as e.g. satellite devices for navigation systems – standard and critical equipment in the aviation.

Keywords

PL

bezpieczeństwo; bezzałogowe statki powietrzne; zakłócenia

EN

safety; unmanned aircraft system - UAS; interference

• Publisher: Instytut Nauk Społecznych i Bezpieczeństwa Uniwersytetu Przyrodniczo-Humanistycznego w Siedlcach
• Journal: De Securitate et Defensione. O Bezpieczeństwie i Obronności
• Year: 2019
• Issue: 2(5)
• Pages: 193-212

Dates

published

2020-01-28

Contributors

author

Bielawski Radosław

• Akademia Sztuki Wojennej

References

• Airbus. 2015. Counter-UAV System from Airbus Defence and Space protects large installations and events from illicit intrusion, https://www.airbus.com/newsroom/press-releases/en/2015/09/counter-uav-system-from-airbus-defence-and-space-protects-large-installations-and-events-from-illicit-intrusion.html.
• AUDS Web Page. 2019. https://www.auds.com/technology/.
• Bazzano Federica, Montuschi Paolo, Lamberti Fabrizio, Paravati Gianluca, Casola Silvia, Ceròn Gabriel, Londoño Jaime, Tanese Flavio. 2017. Mental Workload Assessment for UAV Traffic Control Using Consumer-Grade BCI Equipment. In: Horain P., Achard C., Mallem M. (eds) Intelligent Human Computer Interaction. IHCI 2017. Lecture Notes in Computer Science, vol 10688. 60-72, Springer, Cham.
• Bielawski Radosław. 2015. Wybrane zagadnienia z budowy statków powietrznych. Definicje, pojęcia i klasyfikacje. Warszawa: Wydawnictwo Akademii Obrony Narodowej.
• Boeing. 2015. Silent Strike Boeing‘s Compact Laser Weapons System tracks and disables UAVs, https://www.boeing.com/features/2015/08/bds-compact-laser-08-15.page.
• Buesnel Guy. 2015. "Threats to satellite navigation systems", Network Security (Nr 3): 14-18, DOI: 10.1016/S1353-4858(15)30019-2.
• Chen Lunde, Abdellatif Slim , Francklin Armel, Tegueu Simo, Gayraud Thierry. 2019. "Embedding and re-embedding of virtual links in software-defined multi-radio multi-channel multi-hop wireless networks" Computer Communications (Vol. 145): 161-175, DOI: 10.1016/j.comcom.2019.06.012.
• Elgohary Rania. 2014. "Software Development for Autonomous Unmanned Aerial Vehicle". In: Das V.V., Elkafrawy P. (eds) Signal Processing and Information Technology. SPIT 2012. Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social Informatics and Telecommunications Engineering (Vol 117): 57-64. Springer, Cham.
• Faria Lester de Abreu, Silvestre Caio Augusto de Melo, Correia Marcelino Aparecido Feitosa, Roso Nelson A. 2018. "Susceptibility of GPS-Dependent Complex Systems to Spoofing" Journal of Aerospace Technology and Management (t. 10). https://dx.doi.org/10.5028/jatm.v10.839.
• Ferrara Nunzia Giorgia, Bhuiyan Mohammad Zahidul H., Söderholm Stefan, Ruotsalainen Laura, Kuusniemi Heidi. 2018. "A new implementation of narrowband interference detection, characterization, and mitigation technique for a software-defined multi-GNSS receiver" GPS Solutions (t. 22, nr 4), https://doi.org/10.1007/s10291-018-0769-z.
• Figurski Mariusz, Szołucha Marcin, Mielnik Piotr, Gałuszkiewicz Marcin, Wrona Maciej, Szymański Piotr. 2011. "Wpływ zakłóceń na pomiary GPS. GPS kontra zagłuszanie Geodeta (t. 1, nr 188): 46-51.
• Graf Rudolf. 1999. Modern Dictionary of Electronics, Elsevier.
• Grover Kanika, Lim Alvin, Yang Qing. 2014 "Jamming and anti-jamming techniques in wireless networks: a survey International Journal of Ad Hoc and Ubiquitous Computing (t. 17, nr 4): 1-16, DOI: 10.1504/IJAHUC.2014.066419, http://www.inderscience.com/ link.php?id=66419.
• Hertz_Systems. 2019. System antydronowy Jastrząb, https://www.hertzsystems.com/ product/systemy-antydronowe/.
• Jamming GPS. 2019. https://www.dlp-expert.pl/blog/id,194/geoforum.pl/upload/review/ file/188_s46_51_z.pdf.
• Kattenborn Teja, Lopatin Javier, Förster Michael, Christian Andreas, Fabian Braun, Fassnacht Ewald, 2019. "UAV data as alternative to field sampling to map woody invasive species based on combined Sentinel-1 and Sentinel-2 data". Remote Sensing of Environment (t. 227): 61-73, DOI: 10.1016/j.rse.2019.03.025.
• Kowaleczko Piotr, Sulkowski Jarosław, 2012. "Podatność systemu nawigacji satelitarnej GPS na zakłócenia i wynikające z niej zagrożenia dla transportu" Logistyka‖ (t. 3): 1115-1121.
• Kuptel Artur. 2019. "―Autonomisation‖ of Security and Defence Systems" Security and Defence Quarterly‖ (t. 23, nr 1): 79-96, DOI: 10.35467/sdq/105430,
• http://www.journalssystem.com/sdq/,105430,0,2.html.
• Loukas George. 2015. "Cyber-Physical Attack Steps" Cyber-Physical Attacks, Elsevier.
• Magiera Jarosław. 2015. Analiza i badania systemu antyspoofingowego GPS. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej. https://eti.pg.edu.pl/documents/176852/24639848/Autoreferat _JMagiera.pdf.
• Magiera Jarosław, Katulski Ryszard, 2015. "Detection and Mitigation of GPS Spoofing Based on Antenna Array Processing" Journal of Applied Research and Technology (t. 13, nr 1): 45-57 DOI: 10.1016/S1665-6423(15)30004-3.
• Marnach Daniel, Mauw Sjouke, Martins Miguel, Harpes Carlo. 2013. "Detecting Meaconing Attacks by Analysing the Clock Bias of Gnss Receivers". Artificial Satellites. (t. 48, nr 2): 63-83, DOI: 10.2478/arsa-2013-0006.
• NATO Standardization Agency (NSA). 2005. AAP-6. Słownik terminów i definicji NATO.
• 1986. Operations Reporting Meaconing, Intrusion, Jamming and Interference of Electromagnetic Systems, RCS: JCS-1066(MIN).
• Polak Filip, Sikorski Wojciech, Siodła Krzysztof. 2018. "Lokalizacja źródeł wyładowań niezupełnych z wykorzystaniem matryc mikropaskowych anten UHF" Przegląd Elketrotechniczny (t. 1, nr 10): 122-123, DOI: 10.15199/48.2018.10.28.
• Price Jeffrey, Forrest Jeffrey. 2013. Practical Aviation Security, Elsevier.
• 2012. Researchers use spoofing to „hack‖ into a flying drone, https://www.bbc.com/ news/technology-18643134.
• Riahi Manesh Mohsen, Kaabouch Naima. 2019. "Cyber-attacks on unmanned aerial system networks: Detection, countermeasure, and future research directions". Computers & Security (t. 85): 386-401, DOI: 10.1016/j.cose.2019.05.003.
• Rügamer Alexander, Kowalewski Dirk. 2015. Jamming and Spoofing of GNSS Signals – An Underestimated Risk?!, https://www.fig.net/resources/proceedings/fig_proceedings/ fig2015/papers/ts05g/TS05G_ruegamer_kowalewski_7486.pdf.
• Sabatini Roberto, Moore Terry, Ramasamy Subramanian. 2017. "Global navigation satellite systems performance analysis and augmentation strategies in aviation". Progress in Aerospace Sciences (t. 95): 45-98, DOI: 10.1016/j.paerosci.2017.10.002.
• Sheu Bor-Horng, Chiu Chih-Cheng, Lu Wei-Ting, Lien Chun-Chieh, Liu Tung-Kuan, Chen Wen-Ping. 2019. "Dual-axis rotary platform with UAV image recognition and tracking", Microelectronics Reliability (t. 95): 8-17, DOI: 10.1016/j.microrel.2019.02.005.
• Specht Mariusz. 2013. "Wojskowe odbiorniki GPS z modułem SAASM - wprowadzenie do zagadnienia" Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej (R. 54, nr 3): 147-156, DOI: 10.5604/0860889X/1086932
• Stewart Mark, Mueller John. 2018. Evaluating Aviation Security. Elsevier.
• Strużak Ryszard, Sobolewski Janusz. 2014. "Wirtualna zajętość widma w sieciach radia kognitywnego - algorytmy oceny". Telekomunikacja i Techniki Infomacyjne‖ (t. 1–2): 33-48.
• Suzer Ahmet Esat, Oktal Hakan. 2017. "PRN code correlation in GPS receiver" 2017 8th International Conference on Recent Advances in Space Technologies (RAST), IEEE 2017.
• Trzaskowski Zbigniew. 2018. "Bezpieczeństwo globalnych systemów nawigacji satelitarnej a możliwości ich zakłócenia – jamming" Bezpieczeństwo w środowisku lotniczym i kosmicznym: 159-163. Semper. Warszawa.
• Unmanned-Airspace, IXI Technology Drone Killer ―uses software define radio technology‖ to disable UAS threats, 2018. https://www.unmannedairspace.info/counter-uas-systems-and-policies/ixi-technology-drone-killer-uses-software-define-radio-technology-disable-uas-threats/.
• Ustawa z dnia 16 lipca 2004 r. Prawo telekomunikacyjne (DzU z 2004 r. Nr 171, poz. 1800, z późn. zm.).
• Valavanis Kimon, Vachtsevanos George. 2015. UAV Autonomy: Introduction, Springer, Dordrecht.

Identifiers

ISSN

2450-5005