Protegiendo los Sistemas GNSS/INS con Receptores GNSS Resilientes
La Creciente Necesidad de Navegación Precisa y Confiable en Sistemas Autónomos
En un mundo cada vez más automatizado, desde la agricultura y los drones de entrega hasta los vehículos autónomos, la demanda de navegación precisa y asequible está en constante crecimiento. A medida que se eligen receptores de posicionamiento GNSS, es fundamental comprender las vulnerabilidades de estos sensores y su impacto en el sistema de navegación. En este artículo, exploramos por qué los receptores GNSS seguros son cruciales para los sistemas GNSS/INS y cómo protegen contra interferencias y ataques.
La Composición de los Sistemas GNSS/INS y su Vulnerabilidad a Jamming y Spoofing
La mayoría de las tecnologías de navegación autónoma incluyen un Sistema de Navegación Inercial (INS), compuesto por un receptor GNSS y un sensor IMU. Mientras que el receptor GNSS proporciona una posición absoluta en coordenadas geográficas globales, el IMU (Unidad de Medición Inercial) mide los ángulos de orientación, lo que brinda información sobre la orientación de un sistema en movimiento.
Los Peligros de Jamming y Spoofing en Sistemas GNSS/INS
Tanto el jamming como el spoofing pueden tener efectos adversos en los sistemas GNSS/INS, que dependen de la información de posicionamiento GNSS. El jamming puede resultar en la pérdida de la posición y llevar a tiempos de inicialización más largos o incluso a la activación de un modo de navegación por estimación (solo IMU), lo que puede llevar a la deriva de la posición. Por otro lado, el spoofing representa un riesgo de seguridad aún mayor. Durante un ataque de spoofing, la solución INS podría ser «secuestrada» si el atacante introduce incrementos pequeños en la posición, lo que puede pasar desapercibido por los métodos comunes de detección de spoofing.
Desafíos en la Detección de Spoofing en Sistemas GNSS/INS
Si bien se pueden usar sensores adicionales como IMU u odometría para detectar inconsistencias entre el GNSS y otros sensores y así reducir los riesgos de spoofing, estos no ofrecen protección completa debido a la deriva inherente en la posición relativa. Los atacantes pueden explotar esta deriva para secuestrar gradualmente la posición. Por lo tanto, la detección y mitigación efectivas de spoofing deben incorporarse en varios componentes del sistema, tanto a nivel de GNSS como de INS.
La Resiliencia de los Receptores GNSS Seguros en Sistemas GNSS/INS
Un sistema INS será más resiliente si el receptor GNSS puede detectar o incluso mitigar el spoofing por sí mismo. Es esencial seleccionar un receptor GNSS con un sistema interno de defensa contra el spoofing sólido. Los receptores Septentrio, por ejemplo, brindan información detallada sobre las señales GNSS, lo que permite a los usuarios obtener información sobre señales spoofed, como marcas de tiempo y niveles de potencia.
Tecnología Segura en Receptores GNSS para la Protección de Sistemas INS
Los receptores GNSS seguros implementan medidas de seguridad en su diseño, que incluyen componentes anti-jamming y anti-spoofing en el hardware y software del receptor. Por ejemplo, la tecnología de Mitigación Avanzada de Interferencias (AIM+) de Septentrio comprende autenticación de señales, detección de anomalías, verificación de consistencia de satélites y más. La combinación de mecanismos de detección y mitigación en los niveles de componentes GNSS e INS brinda la mejor resiliencia contra ataques de spoofing.
Manteniendo la Seguridad en los Receptores GNSS
En el campo de la seguridad, la mejora continua es esencial para mantener mecanismos efectivos contra el spoofing y el jamming. Los fabricantes de GNSS tienen la responsabilidad de desarrollar métodos de seguridad eficaces para enfrentar las crecientes amenazas. Al invertir en receptores GNSS con resiliencia incorporada, los integradores pueden enfocarse en su negocio principal y en la fusión de sensores, confiando en la seguridad del receptor GNSS. Estos conceptos aplican no solo a sistemas GNSS/INS, sino a cualquier sistema de fusión de sensores que incluya un receptor GNSS. La tecnología GNSS inteligente protege los receptores a nivel central, garantizando un funcionamiento seguro y confiable del sistema.
En resumen, la seguridad de los receptores GNSS es fundamental para garantizar la integridad y confiabilidad de los sistemas GNSS/INS en entornos autónomos. La detección y mitigación de ataques de jamming y spoofing son esenciales para mantener un funcionamiento continuo y seguro de estos sistemas, permitiendo un desarrollo concentrado en la fusión de sensores y la navegación precisa.