No ano passado, surgiram relatos de que sinais falsos estavam a pôr em risco os sistemas de navegação de aeronaves na área sobre o Mar Negro. Relatados pela primeira vez pela organização de inteligência de segurança OpsGroup, os relatórios citavam sinais falsos ou bloqueados do sistema global de navegação por satélite (GNSS), afetando os sinais civis do sistema de posicionamento global (GPS) dos EUA, fazendo com que os sistemas de navegação das aeronaves mostrassem informações de posição ausentes ou imprecisas.
Mais recentemente, um membro do OpsGroup relatou ter sofrido falsificação de GPS em 29 de janeiro, após partir do Aeroporto Internacional Ben Gurion (LLBG), em Israel. “Isso durou até o limite do FIR. O ATC foi notificado e forneceu vetores [para nós].”
GNSS é um termo abrangente que se refere a qualquer sistema de posição, navegação e temporização (PNT) baseado em satélite que fornece informações a receptores, como unidades GPS portáteis e aquelas instaladas em aeronaves. O GPS dos EUA é um desses GNSS, e há outros, como o Galileo da Europa, o Globalnaya Navigazionnaya Sputnikovaya Sistema (Glonass), o BeiDou da China e sistemas regionais no Japão e na Índia. Os receptores podem ser configurados para operar em múltiplas constelações GNSS ou em apenas uma. A maioria dos receptores GNSS de aeronaves usa apenas a constelação GPS dos EUA, enquanto muitos receptores GNSS portáteis e relógios com capacidade GNSS utilizam múltiplas constelações.
O bloqueio do GPS sobrecarrega os sinais GNSS relativamente fracos e, nos EUA e em muitos outros países, é contra a lei comprometer o GNSS. Spoofing não é o mesmo que jamming e é mais sofisticado, induzindo o receptor a calcular uma posição falsa, o que poderia desviar a aeronave do curso desejado. Muitos produtos aviônicos modernos dependem do GNSS, e interferências e falsificações podem causar problemas além da navegação, como o desligamento do piloto automático.
Um piloto postou o seguinte no Fórum de Pilotos Phenom (para pilotos que voam em jatos Embraer Phenom 100 e 300) em 3 de dezembro de 2022: Em 01/12 decolei de OPLA [Lahore, Paquistão]. A aproximadamente 1.500 [pés], encontrei bloqueio de GPS (ou talvez falsificação). A falha do GPS causou falha no AHRS e, mais significativamente, a bússola HSI começou a girar rapidamente e ficou inutilizável, e o piloto automático… falhou. O AHRS não se recuperou. É verdade que não voamos [menos de] 200 nós e com as asas niveladas por 5 minutos. Estávamos mais preocupados em voltar ao aeroporto. Dispositivos GPS portáteis também ficaram bloqueados nesta situação. Também recebemos um aviso imediato do TAWS, que precisava ser silenciado. Não posso enfatizar o quão confuso e desconcertante era esse cenário. Decolagem, falha de GPS, alerta de colisão TAWS, desconexão do piloto automático, rotação da bússola HSI, tudo simultaneamente.”
Relatórios crescentes de falsificação
A falsificação de GPS continua a se expandir e aumentar, de acordo com o OpsGroup, que disse anteriormente ter recebido quase 50 relatos de sinais falsos afetando operadores de aeronaves. O grupo
soou o alarme pela primeira vez sobre os incidentes de falsificação em setembro passado, citando uma dúzia de relatos de aeronaves que foram alvo de sinais falsos enquanto sobrevoavam o Iraque, perto da fronteira iraniana. Em muitos casos, isto levou à perda completa da capacidade de navegação.
No final de outubro, chegaram relatórios de operações no Mediterrâneo oriental, no Egito, e na abordagem a Amã, na Jordânia. Nestes casos, a aeronave apresentou uma falsa posição de estar estacionária sobre o LLBG, embora estivesse a até 212 nm de distância da área. Os incidentes mais recentes envolveram voos da LLBG que se dirigem para o Líbano com sinais falsificados.
Outros relatórios citados pelo OpsGroup incluem um Gulfstream G650 que apresentou falha total de navegação na partida do LLBG em 25 de outubro. A tripulação relatou: “O ATC informou que estávamos fora do curso e forneceu vetores. Dentro de alguns minutos, nossa posição estimada incerta (EPU) era de 99 nm, FMS, IRS e posição GPS não eram confiáveis. O sistema de navegação pensava que estava 225 milhas náuticas ao sul da nossa posição atual.” Da mesma forma, um Bombardier Global Express foi falsificado na partida do LLBG, recebendo uma posição GPS falsa mostrando-a acima de Beirute. O OpsGroup observou que a tripulação disse: “O controlador nos avisou que estávamos voando em direção a uma área proibida”. Enquanto isso, um Boeing 777 na FIR do Cairo encontrou um período de falsificação de 30 minutos, com uma posição falsa mostrando que a aeronave estava sobre LLBG.
Em 12 de dezembro, de acordo com o OpsGroup, um membro relatou falsificação perto do OPLA enquanto pilotava um Bombardier Global 6500. Ao executar um FMS com entrada de GPS ligada e outro com GPS desligado, a tripulação foi capaz de observar uma posição GPS falsa mostrando o avião 75 nm a nordeste de sua posição real. O ATC disse à tripulação que eles estavam no caminho certo.
Outro membro relatou bloqueio de GPS enquanto voava na Airway A599 na FIR VYYF/Yangon sobre Mianmar.
O que preocupa os especialistas do OpsGroup é que esses problemas sejam uma “descoberta no mundo real de uma falha fundamental no projeto de aviônicos. Se um sinal de posição GPS for falsificado, a maioria das aeronaves será incapaz de detectar o ardil.” A perda de navegação ocorre em alguns casos, enquanto em outros os sinais falsos levaram a “rastreamento errôneo sutil e não detectado”. Nos piores casos, o impacto foi grave – perda completa da navegação a bordo que exige vetores ATC, falha do IRS [sistema de referência inercial] e navegação despercebida fora da rota em direção a áreas de perigo e espaço aéreo hostil. A indústria tem demorado a lidar com o problema, deixando as tripulações sozinhas para encontrar maneiras de detectar e mitigar a falsificação de GPS.”
Uma tática importante para minimizar o risco de falsificação, de acordo com o OpsGroup, é observar um aumento repentino no EPU nas telas do cockpit (se disponível). A falsificação causa um “salto, portanto os valores de EPU saltaram de 0,1 nm para 60 nm e mais de 99 nm em ordem rápida”. Além disso, as tripulações podem receber um aviso EFIS relacionado à navegação, com algumas indo direto para o modo de cálculo morto. Outra pista é uma mudança significativa no horário UTC do relógio da aeronave – os relatórios variam de algumas horas até mudanças de 12 horas. O OpsGroup informa que, se isso ocorrer, as tripulações devem desmarcar as entradas de GPS o mais rápido possível para evitar falhas de navegação mais amplas, mudar para auxílios à navegação convencionais e relatar o problema ao ATC.
Em 26 de dezembro, a companhia aérea de carga UPS enviou uma “notam da empresa” aos pilotos alertando sobre interferências e falsificações no espaço aéreo do Azerbaijão e sobre o Mar Negro, Mar Vermelho e Mediterrâneo Oriental. “A UPS tem estado em contato com a Boeing sobre este assunto e está sendo monitorado ativamente pela Boeing, UPS, EASA e FAA.” O notam alertou: “Falsos alertas de EGPWS [sistema aprimorado de alerta de proximidade do solo] podem ocorrer durante ou a qualquer momento após a falsificação de GPS devido à contaminação da altitude do GPS no EGPWS. Desativar a atualização do GPS no FMC não protegerá o EGPWS contra falsificação.” A UPS pediu aos pilotos que tirassem fotos das indicações e enviassem um relatório do evento. “A Boeing lançará um boletim técnico de operações de voo atualizado em um futuro próximo para abordar modelos específicos”, observou a nota da UPS.
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| Mapa do grupo de operações |
Pesquisa de um professor
“A principal alternativa é um sensor inercial ou [IRS]”, disse Todd Humphreys, especialista em PNT e professor da Escola de Engenharia Cockrell da Universidade do Texas em Austin. “Quando isso é capturado, você percebe que o design em si… parece ter falhas. Em outras palavras, o IRS não está verificando novamente o GPS, está simplesmente girando durante períodos de interrupção do GPS. Se o GPS indicar que tem uma posição, então o IRS está aceitando essa posição sem ceticismo suficiente e atualizando sua localização, velocidade e todos os seus coeficientes internos com base nessa posição.
“A maioria dos jatos executivos tem algo em torno de três ou dois receptores GPS e geralmente pelo menos dois IRSs. Em outras palavras, cada um desses sistemas que são supostamente redundantes [é] capturado pelo mesmo ataque, portanto não oferece nem de longe a redundância que aqueles que os projetaram pensaram que ofereceria. Quando todos eles estão sendo afetados pela mesma fonte e têm uma falha de modo comum, então não há o nível de segurança que você esperava.”
Há alguns anos, Humphreys se deu ao trabalho de construir um falsificador de GPS enquanto trabalhava em seu doutorado. na Universidade Cornell. Demorou seis meses, disse ele, “e foi um grande esforço para mim. Avançando para 2023, você poderá comprar um rádio pronto para uso e baixar o software que está disponível no GitHub. E você tem um falsificador. No entanto, ele não acredita que os chamados hobbyistas estejam por trás dos ataques atuais.
Em sua pesquisa, Humphreys fez parceria com uma rede de satélites de órbita terrestre baixa para identificar locais de ataques de falsificação, usando saídas ADS-B e anomalias em seus sinalizadores de categoria de integridade de navegação (NIC). “Também analisamos o histórico temporal dos locais relatados”, explicou ele. “E a partir dessa história, você pode ver um movimento completamente não físico da aeronave e saber que a unidade ADS-B da aeronave foi capturada. Você está procurando anomalias na trajetória. E a partir de tudo isso, você pode descobrir o que aconteceu.”
Com esta informação, Humphreys conseguiu identificar as origens dos ataques de falsificação, um dos quais foi na periferia oriental de Teerão, no Irão. “Desde então, ataques de falsificação muito semelhantes, com efeitos semelhantes em jatos executivos, tornaram-se bastante difundidos na área do conflito Israel-Gaza. Podem ser alguns dos colaboradores da Palestina ou podem ser apenas as Forças de Defesa de Israel a tentar proteger Israel [dos mísseis guiados por GPS do inimigo].”
“Gosto de dizer que a falsificação é o novo bloqueio, e o que quero dizer com isso é que se você tem a intenção de negar o serviço GPS aos seus adversários, a falsificação é um meio mais potente de fazer isso do que apenas um bloqueio desajeitado. Isso ocorre porque você não precisa de tanta potência de sinal para fazer com que os receptores que você está direcionando exibam informações erradas ou exibam algum sinalizador que indique um mau funcionamento em comparação com um bloqueio. Ao interferir, você deve sobrecarregar os sinais autênticos. Com a falsificação, você só precisa ter sinais da mesma magnitude dos sinais autênticos. Eles são engolidos pelo mesmo receptor. O receptor então fica confuso e não consegue perceber a diferença e muitas vezes levanta uma bandeira e diz: 'Ei, estou fora, você não pode confiar em mim', e então eles lhe negaram o serviço.
Além das mitigações que reduzirão o risco de ataques de falsificação, que estão sendo abordadas pela indústria, Humphreys acredita que uma opção melhor seria simplificar o processo de certificação de aviônicos, especialmente rádios definidos por software, que são muito mais fáceis de atualizar rapidamente. “É difícil manter-se à frente das ameaças se você estiver trabalhando com latências [de tecnologia] de 20 anos. Essa é a natureza deste negócio, infelizmente. Mas esperamos até que algo ruim aconteça antes de fazermos algo a respeito.”
Reunião EASA/IATA
A EASA e a Associação Internacional de Transporte Aéreo realizaram um workshop em janeiro para compartilhar informações sobre incidentes e soluções para interferências e falsificações de GNSS. O workshop concluiu que “a interferência com serviços baseados em satélite que fornecem informações sobre a posição precisa de uma aeronave pode representar desafios significativos para a segurança da aviação”.
Os participantes do workshop concordaram em algumas medidas para tornar os serviços PNT fornecidos pelo GNSS mais resilientes, incluindo a comunicação de eventos, eventualmente para uma base de dados comum; compartilhar orientações dos fabricantes de aeronaves com os operadores; partilhar alertas da EASA sobre ataques com as partes interessadas relevantes; e garantir um sistema de backup com a rede operacional mínima dos tradicionais auxílios à navegação terrestres.
“[Vimos] um aumento acentuado nos ataques a sistemas [GNSS], o que representa um risco à segurança”, disse o diretor executivo em exercício da EASA, Luc Tytgat. “A EASA está a enfrentar o risco específico destas novas tecnologias. Precisamos imediatamente de garantir que os pilotos e as tripulações conseguem identificar os riscos e saber como reagir e aterrar em segurança. A médio prazo, precisaremos de adaptar os requisitos de certificação dos sistemas de navegação e aterragem. A longo prazo, precisamos de garantir que estamos envolvidos na concepção de futuros sistemas de navegação por satélite. Combater esse risco é uma prioridade para a agência.”
A EASA também publicou o Boletim de Informações de Segurança 2022-02R2 sobre este tópico.
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| O site GPSjam.org mostra áreas onde a interferência prolifera |
Atualizações de Aviônica
Os fabricantes de aviônicos estão bem cientes dos problemas de interferência e falsificação do GNSS e estão trabalhando em esforços de mitigação, tanto com equipamentos existentes como com produtos futuros. Na verdade, existem novos padrões que abordam esses problemas, incluindo RTCA DO-384 e FAA TSO C220.
A divisão Litef da Northrop Grumman fabrica IRSs para diversos fabricantes de aeronaves, e Klaus Blatter, gerente de produto de aviação comercial, forneceu algumas informações básicas sobre como esses sistemas funcionam.
“O sistema inercial não recebe informações de GPS, mas calcula a posição apenas com base na medição dos sensores inerciais (numa instalação clássica)”, explicou. “Como esta informação de posição não é afetada pelo GPS, ela não é suscetível a falsificação ou interferência. No entanto, esta informação de posição inercial pura pode não ser precisa o suficiente para manter os requisitos de RNP/RNAV no longo prazo. A correção GPS é realizada no FMS. O FMS decide também se utiliza as informações de posição corrigidas ou não corrigidas do IRS.”
Os IRS modernos calculam uma solução GPS/IRS combinada ou híbrida, acrescentou ele, que é fornecida ao FMS. “Em caso de perda do GPS (ou seja, bloqueio), a solução híbrida continua automaticamente fornecendo informações de posição com base nas medições inerciais. O status da solução híbrida (por exemplo, sem aumento de GPS) também é fornecido ao FMS. O tempo por quanto tempo uma determinada operação RNP/RNAV pode ser mantida após a perda do GPS depende da especificação do sistema inercial. Normalmente, os sistemas inerciais que fornecem uma solução híbrida também fornecem uma solução inercial pura em paralelo.”
A forma como o fabricante da aeronave integra os aviônicos determina se os pilotos podem desligar a entrada do GPS caso ela esteja comprometida. “Nos sistemas inerciais da Litef com solução híbrida, a entrada do GPS pode ser desligada por comandos”, disse. “Mas cabe ao integrador do sistema se o comando for implementado na aviônica.”
Os pilotos devem ser alertados sobre o bloqueio do GNSS, com um alerta de que o aumento do GPS foi perdido, explicou Blatter. “Spoofing é diferente: um sistema inercial com solução híbrida pode realizar verificações de plausibilidade dos dados GPS recebidos. Esses testes podem detectar sinais GPS inconsistentes e descartá-los. No entanto, isso depende do tipo e da qualidade da falsificação. Mesmo que dados suspeitos sejam inicialmente detectados, os dados GPS falsificados podem ser considerados válidos novamente depois de parecerem consistentes novamente. Isso significa que o nível de proteção contra falsificação depende de quão inteligentes as verificações de plausibilidade podem ser feitas.”
O novo padrão de desempenho RTCA DO-384 para IRSs ajudará no bloqueio e falsificação, disse ele.
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| Um Boeing 737-800 voando perto da fronteira iraniana conseguiu superar um encontro de falsificação de GPS usando atualização DME para fornecer uma posição precisa. © Grupo de operações |
Honeywell
A Honeywell planeja certificar um sistema compatível com RTCA DO-384 este ano para um avião comercial e no próximo ano para sua unidade de referência microinercial Laseref VI (IRU). A Honeywell também publicou uma carta de informações de serviço “descrevendo as indicações de falsificação e os comportamentos esperados dos aviônicos”. Para procedimentos mais específicos relacionados a aeronaves e aviônicos, a Honeywell recomenda consultar o fabricante da aeronave. No entanto, Matt Picchetti, vice-presidente e gerente geral de navegação e sensores da empresa, ofereceu informações adicionais sobre os IRUs da Honeywell.
“Os atuais produtos Honeywell ADIRUs e micro-IRU produzem dois tipos diferentes de parâmetros de navegação: um conjunto inercial puro de parâmetros de navegação e um conjunto híbrido inercial/GPS de parâmetros de navegação. O conjunto inercial puro de saídas de navegação não é auxiliado por medições de GPS e, portanto, não é afetado pela perda de GPS ou falsificação de GPS durante o vôo. Além dos parâmetros inerciais puros, os IRSs modernos também produzem parâmetros de navegação híbrida inercial/GPS totalmente integrados.
“Os produtos atuais Honeywell ADIRU e micro-IRU têm prontamente algum nível de resiliência à falsificação de GPS para suas saídas híbridas inerciais/GPS. A Honeywell realizou testes básicos de seu software híbrido inercial/GPS em relação aos padrões relevantes do setor. Os resultados desses testes indicam que os produtos de última geração da Honeywell podem manter a integridade da saída de posição horizontal híbrida, rejeitando uma mudança de posição GPS falsificada de 60 nm durante um tempo de exposição de 60 minutos. No entanto, nos casos em que as etapas de posição induzidas pela falsificação persistem por mais tempo do que o que pode ser atualmente detectado e mitigado, as saídas híbridas do IRS começarão a utilizar medições GPS falsificadas.”
As IRUs recentemente atualizadas, disse ele, “melhorarão ainda mais a resiliência dos parâmetros híbridos à falsificação de GPS com mudanças de posição muito baixas e durações prolongadas. Os novos algoritmos patenteados da Honeywell podem rejeitar mudanças de posição GPS falsificadas de 3 nm por mais de 60 minutos, o que constitui uma melhoria inovadora em comparação com o comportamento atual do IRS. O IRS também poderá indicar às tripulações de voo e aos sistemas da aeronave quando ocorrer falsificação de GPS.
“As próximas atualizações de produtos da Honeywell no período 2024/2025 permitirão [detecção de] falsificação, alertarão as equipes e continuarão fornecendo uma solução de posição híbrida GNSS/IRS de alta integridade, limitada por limites de proteção horizontais durante toda a duração do evento de falsificação. Assim que essas atualizações de produto estiverem disponíveis, a Honeywell, portanto, recomenda que os sistemas downstream, como o FMS ou os sistemas de vigilância, usem o GNSS/IRS híbrido do IRS como sua principal fonte de posição, pois será imune à falsificação de GPS, ao mesmo tempo que sendo mais preciso do que a posição inercial pura. Deve-se também prestar atenção aos efeitos na orientação da aeronave durante aproximações baseadas em GPS. Aqui, novamente, o IRS anunciará eventos de falsificação para tripulações de voo e sistemas de aeronaves, de modo que os recursos dependentes de GPS possam ser desativados automática ou manualmente.”
Aviônica Universal
Os FMS universais com o software mais recente não podem ser comprometidos por interferências ou falsificações do GNSS devido à forma como o FMS utiliza as informações de posição das estações DME. Esta tem sido uma característica dos FMSs universais, explicou Jason Mason, engenheiro sênior de integração de sistemas aviônicos. Na década de 1980, os engenheiros da Universal projetaram o FMS com sensores de navegação que passam por filtros de Kalman para fornecer a melhor posição calculada. Depois que a Força Aérea dos EUA desligou a disponibilidade seletiva do sistema GPS em 2000 e o GPS se tornou mais preciso para usuários civis, a Universal ponderou a filtragem de Kalman para GPS, mas demonstrou que a varredura ou triangulação DME com base na posição DME funcionava de maneira confiável quando os sinais GPS eram comprometidos. Em 1991, a Universal recebeu a aprovação de pedido padrão técnico da FAA para a capacidade de digitalização DME.
Mais recentemente, em resposta às preocupações dos clientes sobre interferências e falsificações, a Universal emitiu uma carta de serviço para explicar isso aos usuários e também deixou claro aos pilotos o que o FMS está fazendo. Isso foi incorporado ao software FMS 1002.6 e versões posteriores. Uma mensagem em banner, por exemplo, destaca que o GNSS não está funcionando e que o DME-DME está sendo usado, com a posição de navegação real também exibida e registrada para leitura pós-voo no aplicativo FlightReview da Universal. Isso também foi adicionado ao software de treinamento FMS para que os pilotos possam ver como a varredura DME protege contra interferências e falsificações.
“Os testes de voo determinaram quão bem podemos navegar com o DME-DME”, disse Mason. “Quando percebemos que poderíamos fazer isso, decidimos tornar isso mais evidente para a tripulação.”
O software 1002.6 está disponível em FMSs universais da série W (desde 2006), mas há um STC disponível para atualização de unidades mais antigas para a série W como um substituto imediato.
Collins Aeroespacial
A Collins Aerospace fabrica um receptor GNSS popular, o GLU 2100. As atualizações do GLU 2100 incluirão torná-lo atualizável em campo para modificações mais fáceis conforme os requisitos mudam. A empresa também está trabalhando no projeto de receptores GNSS que possam identificar sinais anormais e compensá-los ou notificar a tripulação de que a fonte de navegação é inválida, de acordo com Adam Evanschwartz, que lidera a estratégia de produtos da unidade de negócios de aviônicos da Collins Aerospace. Além disso, uma mitigação simples para o bloqueio de GNSS é construir receptores que possam usar múltiplas redes GNSS, caso uma delas esteja comprometida.
Tales
A Thales está ciente da ameaça da interferência GNSS e implementou um algoritmo dedicado para detectar a ocorrência de falsificação. “Se for detectada falsificação, dependendo do sistema de navegação da aeronave a bordo, a orientação da aeronave pode mudar automaticamente para fontes que não usam GPS para operações contínuas seguras”, disse a empresa à AIN . “Juntamente com os OEMs e a indústria de aviação global, a Thales está ativamente envolvida nas iniciativas para reforçar ainda mais a proteção das operações contra falsificação, adaptando tecnologias e algoritmos já comprovados em campo em plataformas militares.”
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| Uma tripulação da Bombardier Global Express voando perto de Bagdá perdeu o GPS e viu um deslocamento de posição de 60 nm, e os aviônicos foram direto para o cálculo morto. © Grupo de operações |
Safran
A Safran já está fabricando o SkyNaute, um sistema de navegação inercial (INS) que atende aos novos padrões RTCA DO-384 usando sua tecnologia de giroscópio ressonador hemisférico compacto. “Combinando alto desempenho e integridade em todas as circunstâncias, o SkyNaute apresenta características físicas excepcionais em comparação com INS concorrentes com desempenho semelhante”, de acordo com Alexandre Lenoble, vice-presidente sênior de linhas de produtos de navegação e cronometragem da Safran Electronics & Defense.
“Existem duas maneiras pelas quais os INS Safran são capazes de detectar e mitigar interferências: os sensores inerciais são, em essência, completamente imunes ao bloqueio ou falsificação do GNSS. Como consequência, eles podem ser usados...para monitorar a exatidão dos sinais GNSS e da solução de navegação híbrida. Outra maneira de fazer isso é calcular algoritmos de detecção e mitigação de interferência diretamente nos sinais fornecidos pelo receptor GNSS, antes de combinar esses sinais com a parte inercial. Isso permite que o INS, uma vez detectado o evento de falsificação, mude para um modo de navegação inercial/desaceleração puro.
“Como fabricante de PNT, a Safran está acostumada a mesclar dados de sensores inerciais e GNSS para calcular uma solução de navegação híbrida ideal.”
Advanced Navigation
A Advanced Navigation está adotando uma abordagem diferente para criar sistemas de navegação inercial que podem mitigar os riscos de falsificação. “Não é mais uma possibilidade, mas sim uma certeza de que indústrias críticas, como a indústria da aviação, serão perturbadas pela proliferação da falsificação de GNSS”, disse a empresa antes da cimeira EASA/IATA. “Felizmente, aproveitar a tecnologia mais recente para combater as ameaças mais recentes é uma opção. Portanto, é fundamental que o sector privado permaneça na vanguarda para minimizar o impacto, avaliando e implementando rapidamente sistemas que possam acompanhar esta preocupação crescente.”
A empresa desenvolveu um INS com o que afirma ser “uma nova abordagem de filtragem baseada em um processamento proprietário de rede neural artificial”. O resultado são “capacidades de navegação extremamente precisas em cenários com GNSS negado, bem como o melhor monitoramento de integridade da categoria para detectar e mitigar GNSS falsos ou errôneos”.
Em geral, de acordo com a Advanced Navigation, as indústrias dependentes de PNT devem utilizar receptores de rede multi-GNSS e monitoramento de integridade autônomo de receptor avançado e incorporar INS mais recentes com monitoramento de integridade avançado, como INS baseado em rede neural artificial. Deverão também trabalhar com os reguladores para ajudar a acelerar a integração de novas tecnologias. “Agilizar os processos de certificação, sem comprometer os padrões de segurança, pode garantir que os equipamentos de aviação permaneçam na vanguarda da defesa contra o cenário de ameaças em constante evolução”, afirmou a empresa.
Dassault Aviation
O bloqueio e a falsificação de GNSS se tornaram um “tópico quente”, de acordo com o engenheiro de suporte piloto da Dassault, Mathias Paquier.
A forma como a Dassault configurou os aviônicos da Honeywell em seus jatos executivos equipados com EASy não é usar o recurso híbrido que usa GPS para atualizar a posição do IRS. “Isso não é exatamente o mesmo no Falcon em comparação com os concorrentes”, disse Paquier. “Isso significa, na prática, que nos Falcons, ao usar as entradas do IRS, essa entrada não pode ser afetada pela falsificação de GPS. Como não utilizamos [os insumos híbridos], o FMS não pode ser impactado.”
O FMS dos Falcons escolhe o sensor com a melhor incerteza de posição estimada (EPU), começando pelo GPS. Se isso estiver comprometido, o FMS analisa a posição do IRS e usa DME-DME ou VOR-DME.
É claro que estes últimos exigem que o avião esteja dentro do alcance das estações terrestres DME-DME ou VOR-DME utilizáveis. Mas, na pior das hipóteses, e se o IRS também falhar, o FMS pode continuar a navegação com base no cálculo morto.
Os pilotos do Falcon devem conhecer os sintomas de bloqueio do GPS, que incluem perda de visão sintética. “Este é provavelmente o mais fácil de detectar”, disse ele. “Está bem na frente dos pilotos.” O próximo sintoma seria uma mensagem CAS para falha na saída ADS-B, porque a saída ADS-B depende de GPS.
Os sintomas secundários incluem uma mensagem como “Incapaz RNP”, que indica que o EPU é muito grande para o desempenho de navegação exigido (RNP) na área onde o avião está voando. O EPU não é exibido permanentemente no PFD, mas pode ser visualizado na página “mostrar sensores”. O modo avançado do EGPWS também não estará disponível.
Finalmente, os passageiros provavelmente notarão que o satélite não funciona mais. “Este é um grande inconveniente para os passageiros”, observou ele. Após o término do bloqueio, a aeronave será reconfigurada e retornará ao normal.
“Quando falamos sobre falsificação, as coisas ficam mais difíceis”, disse Paquier.
Quando um cliente experimentou um spoofing na província de Hatay, na Turquia, o sistema de navegação mostrou o avião a 70 nm de distância de sua posição real. A hora UTC no display do piloto estava incorreta, o que é uma boa indicação de falsificação, e o FMS exibiu uma mensagem para “verificar a posição do IRS”.
Sem nenhuma mensagem CAS ou mensagem óbvia de falha, ele explicou: “Pode ser muito difícil para os pilotos perceberem o que está acontecendo”.
A Dassault emitiu um boletim aos operadores já em abril de 2022 e aconselha, ao voar em áreas com risco de falsificação, desmarcar GPS 1 e 2 na página dos sensores de navegação. Isso desmarca a entrada de GPS do FMS para que o FMS não use o GPS para atualizações de navegação. “Mesmo se você for falsificado, isso não terá impacto no FMS”, disse ele. “Depois de sair da área, você pode selecionar novamente a entrada do GPS.”
Caso os pilotos não tenham previsto a desmarcação do GPS antes que a falsificação aconteça, eles ainda devem desmarcar a entrada do GPS, disse ele. “Se a sua posição FMS foi corrompida e você desmarcar, ele reverterá para o modo IRS. Ele manterá sua última posição válida (neste caso, a falsificada) e será atualizada usando a entrada do IRS a partir daí. A recomendação é, portanto, realizar uma atualização da posição do FMS usando a posição bruta do IRS. O IRS bruto não pode ser afetado por falsificação porque não é afetado pelo GPS. A desvantagem é que a posição bruta do IRS é afetada pelo desvio do IRS, mas pelo menos você retornará a uma posição razoável, que será atualizada automaticamente usando DME-DME ou VOR-DME se estiver dentro do alcance. Se você estiver decolando de uma área de falsificação, você sempre pode desmarcar o GPS e atualizar o FMS após a partida do motor usando um ponto de referência ou posição lat/long [no solo].”
Paquier também aconselha os pilotos a saberem qual IRS é o mais preciso e, em seguida, escolher aquele como o principal. “Você pode verificar o desvio real de cada IRS na página de aviônicos. Se você sabe que o IRS 2 é sempre menor, nossa recomendação é que você tenha isso em mente ao atualizar a posição do FMS.”
Algumas operadoras (não apenas Falcons) relataram que o GPS não se recupera após um incidente de falsificação. Os pilotos devem estar preparados para navegar utilizando fontes não GPS. “Isso representa um desafio operacional”, disse ele, “se eles tiverem que voar de longa distância sem GPS. Requer mais preparação. Costumávamos voar assim há 20 anos, mas hoje não nos sentimos confortáveis em voar sem GPS.”
Embora muitos países estejam a desativar ajudas à navegação terrestres, muitos especialistas recomendam que os países mantenham uma rede robusta de ajudas à navegação terrestres, tais como estações VOR e DME.
Há uma outra técnica não oficial que os pilotos podem considerar: emparelhar um receptor GPS portátil multi-rede com seus tablets. Alguns receptores podem usar GPS, Galileo e Glonass, e a falsificação pode afetar apenas um deles. Obviamente, os reguladores não permitem que os pilotos usem mapas móveis do EFB como fontes oficiais de navegação, mas o EFB poderia fornecer uma maneira fácil de confirmar um encontro de falsificação e também fornecer alguns conselhos de localização para complementar outras fontes. O uso de múltiplas constelações é, na verdade, uma das melhorias possíveis a médio prazo para os receptores GPS de aeronaves. Esta não é uma solução mágica, ressaltou ele, porque os bloqueadores provavelmente bloquearão todos os sinais GNSS.
Paquier, que participou na cimeira EASA/IATA, concluiu que soluções imediatas não estão prontamente disponíveis. “Todos estão trabalhando duro em mitigações de curto, médio e longo prazo. A EASA está levando isso muito a sério. É importante ter em mente que descobrimos todos os dias que cada combinação de aviônicos, sensores e aeronaves produz sintomas ligeiramente diferentes. E isso pode variar de um tipo para outro, mesmo dentro das [plataformas] Dassault. As informações que você terá de diferentes OEMs podem ser diferentes. A história ainda está se desenrolando.”
Gulfstream Aerospace
A Gulfstream Aerospace emitiu uma carta de operações de manutenção aos operadores de suas aeronaves, primeiro aconselhando os pilotos a planejarem voos em torno de áreas conhecidas onde ocorrem interferências ou falsificações. “Se for necessário voar através dessas áreas, considere a utilização de fontes de navegação terrestres.”
Os pilotos devem reportar quaisquer anomalias ao ATC, aconselhou a empresa. “Quando aplicável, as tripulações de voo devem solicitar vetores e/ou utilizar navegação terrestre. Os procedimentos do Manual de Voo do Avião (AFM) devem ser seguidos para quaisquer mensagens do Sistema de Alerta da Tripulação (CAS) e indicações de navegação degradada. Os procedimentos devem ser seguidos para quaisquer mensagens CAS e indicações de navegação degradada.”
Tendo auxiliado na produção da carta de informações de serviço da Honeywell de dezembro, a Gulfstream também está trabalhando com a Collins Aerospace para fornecer informações semelhantes aos operadores que voam em seus aviões equipados com aviônicos Collins.
Bombardier
De acordo com a Bombardier, a empresa “tem sido muito proativa com seus clientes sobre a realidade da falsificação de GPS.
“No final de dezembro de 2023, a Bombardier lançou um Advisory Wire para aprimorar a comunicação com todos os nossos clientes, somando-se aos FONs (Flight Operation Notifications) que publicamos no início daquele ano. Além disso, publicamos diversas atualizações em nossas comunicações aos clientes no ano passado para informar os clientes sobre o problema. Também trabalhamos em estreita colaboração com a FAA e vários operadores de frota para garantir que tenham as informações mais atualizadas.”
Satcom Direct
Em vez de adicionar novos equipamentos, a Satcom Direct oferece tecnologia de geolocalização para clientes que utilizam seus GeoServices FlightDeck Freedom. “Poucas situações são mais alarmantes para a tripulação do voo do que perceber que de repente são incapazes de determinar com precisão a posição da aeronave”, disse a empresa. “Quando o posicionamento das aeronaves não pode mais ser determinado corretamente, a separação no céu torna-se mais difícil de garantir e o risco de complicações políticas aumenta muito.”
GeoServices fornece alertas GeoNotification quando a aeronave de um cliente está se aproximando de uma região onde ocorreram ataques de falsificação, com base nas configurações do GeoFence no FlightDeck Freedom. “[Isso] fornece aos usuários um aviso prévio do perigo, permitindo-lhes alterar o curso e evitar possíveis interrupções em seus sistemas de navegação.”
A AIN está ciente de outros esforços que abordarão o bloqueio e a falsificação do GNSS e reportará sobre eles à medida que forem revelados. Um será anunciado na feira de aviônica da AEA em 19 de março e outro é um aplicativo de detecção de anomalias de GPS que foi lançado pelo desenvolvedor de aplicativos de planejamento de voo APG. Enquanto isso, o OpsGroup recomenda que os pilotos visualizem as áreas afetadas pela interferência do GPS no site gpsjam.org e “não voem contra nenhum hexágono vermelho ou amarelo!”
Com informações do site ainonline.com
