Técnicas de Jamming GPS para UAVs não autorizados

Abstract

Nos últimos tempos, têm sido muitos os relatos de incidentes com drones, especialmente entre estas aeronaves e aviões nas imediações de aeroportos ou aeródromos. Uma vez que os drones utilizam geralmente sinais de radionavegação para se localizarem, o objetivo desta dissertação passa por implementar técnicas eficazes para jamming de sinais GPS. Com o recurso a plataformas SDR (Software Defined Radio) pretende-se desenvolver um sinal jammer capaz de causar interferência no sistema de navegação GPS, diferente dos já existentes, melhorando a eficiência em termos energéticos, com baixa complexidade na implementação, e sendo ainda reconfigurável de forma a que permita facilmente a adição de novas funcionalidades ou outras frequências. Para o desenvolvimento deste projeto foi utilizado o programa GNURadio e uma placa programável, BladeRF x40 da Nuand. Ao desenvolver este tema pretendia-se estudar e avaliar num cenário real diferentes técnicas de interferência de forma a selecionar-se a melhor tendo em consideração a eficiência espectral, energética e complexidade. No final, pretendia-se integrar o jammer desenvolvido num protótipo de um sistema capaz de bloquear as comunicações entre um drone e a estação/módulo de controlo terrestre neutralizando também a capacidade de operação autónoma do veículo. O jammer eleito com melhor desempenho foi o Protocol-Aware Jamming, que usa uma arquitetura semelhante à utilizada pelo emissor do sinal GPS a interferir. Desta forma, o sinal interferente “mistura-se” de forma mais eficaz com o sinal alvo, uma vez que apresentam características semelhantes permitindo destruir a informação deste ou então tornar a sua receção virtualmente impossível de ser realizada no recetor.

Lately, several incidents between drones and planes have been reported in airports and airfields. Since these drones regularly use radio navigation signals to locate themselves, the purpose of this project is to implement effective techniques for GNSS signals for jamming. Using an SDR platforms (Software Defined Radio) we aim to develop a jammer signal able to interfere with the GPS navigation system, something different of what exists already, creating a new way of efficiency in terms of energy, with low complexity and possibilities to expand, so it can have new features and new frequencies. For this project we will use the GNURadio and a programmable BladeRF x40 platform from Nuand. Throughout this project, I intend to study and evaluate interference techniques in a real-life scenario and to select the best one, considering the spectral efficiency, energetic and complexity. Our aim is to create a prototype of a device capable of stopping the communications between a drone and communication satellite handy by an operator, and also neutralizing the capacity of autonomous operation of the vehicle. The best performance jammer chosen was the Protocol-Aware Jamming wich uses a similar architectural to the one used by the GPS signal that we want to interfere. Because of that the interferer signal combine with the most efficient way with the target signal, since they have similar characteristics that allows to destroy his information or to became virtually impossible his reception by the receiver.