El aumento de las amenazas al GPS está alcanzando niveles sin precedentes, con la escalada de conflictos globales que socavan su fiabilidad. Amplias zonas de Europa y Oriente Medio se ven afectadas por los ataques de interferencia, lo que provoca importantes perturbaciones para la población civil. Norteamérica está presenciando un aumento de la delincuencia, con el uso cada vez mayor de inhibidores para el narcotráfico, el robo de camiones de carga y otros fines. En los últimos años, incidentes esporádicos de interferencia y suplantación de GPS han causado caos en aeropuertos estadounidenses clave. Impulsados por la preocupación por la privacidad y las teorías conspirativas antigubernamentales, incluso los estadounidenses de a pie están comprando inhibidores de bajo coste en tiendas físicas. Durante años, los analistas de seguridad han alertado sobre posibles ataques dirigidos al GPS que podrían paralizar el sistema financiero, la red eléctrica, los sistemas de tráfico aéreo y los servicios de emergencia. Si bien la necesidad de desarrollar capacidades de respaldo para el GPS es cada vez más urgente, hay otro problema acuciante que exige nuestra atención inmediata.
Las capacidades de navegación por satélite de Estados Unidos están en riesgo debido a la ausencia de un sistema coordinado, en tiempo real y de alta precisión para la detección de interferencias y suplantación de GPS. Esta grave deficiencia en nuestra seguridad nacional expone a las operaciones gubernamentales, comerciales y de emergencia a posibles amenazas dentro de nuestras fronteras. Es imperativo implementar un sistema de detección automatizado capaz de identificar interferencias GPS al instante y generar mapas precisos y en tiempo real de las zonas afectadas. Al abordar esta grave deficiencia, podemos mejorar la resiliencia y la fiabilidad de nuestros sistemas de navegación por satélite, garantizando así la seguridad de operaciones vitales en todo el país.
- Situación actual: una indagación sobre las circunstancias actuales
- ¿Donde se producen los apagones?
- ¿Son los teléfonos inteligentes nuestra respuesta definitiva?
- ¿Cómo rastrear los emisores de carbono?
- ¿Cómo funcionan las áreas de efecto?
- ¿A dónde deberíamos ir a continuación?
Situación actual: una indagación sobre las circunstancias actuales
Los métodos de detección actuales ineficaces y los mapas de interrupciones obsoletos plantean desafíos significativos debido a su dependencia de una recopilación de datos limitada y sistemas desactualizados. Esto genera brechas generalizadas de cobertura, lo que dificulta la eficacia de las respuestas. Las interrupciones del GPS tradicional se rastrean actualmente mediante una combinación de plataformas de gran altitud para el monitoreo de áreas extensas, como la Vigilancia Dependiente Automática por Radiodifusión (ADS-B) a 30,000 pies o más, sistemas satelitales y sensores terrestres enfocados en ubicaciones específicas como aeropuertos y bases militares. Sin embargo, estos enfoques tienen limitaciones inherentes. Los sensores basados en aviación, por ejemplo, enfrentan dificultades para detectar interferencias y suplantación de identidad dirigidas a activos terrestres o drones de baja altitud. La evidencia de testimonios de primera mano indica la presencia de interferencias chinas alrededor de Taiwán y el Estrecho de Taiwán.
China emplea inhibidores de señal dirigidos de bajo ángulo y blindaje del terreno, evadiendo la detección de aplicaciones anti-fallos que dependen de ADS-B. Esta sutil táctica de interferencia a menudo pasa desapercibida. Simultáneamente, los sensores terrestres, con su alcance limitado, ofrecen una cobertura irregular debido a los despliegues limitados. En consecuencia, el alcance total de los incidentes permanece en gran medida oculto, ofreciendo una imagen incompleta de la situación actual.
¿Donde se producen los apagones?
La eficacia de los mapas actuales de interrupciones del sistema global de navegación por satélite (GNSS) es evidente, pero presentan limitaciones. A pesar de los denodados esfuerzos por rastrear incidentes de interferencia, estos mapas se ven limitados por la falta de datos. En consecuencia, carecen de la capacidad de proporcionar datos de ubicación altamente precisos y en tiempo real para eventos de interferencia GPS. Además, no determinan la intensidad de las interferencias o la suplantación de identidad ni registran cómo varía esta intensidad en función de la distancia física, la altitud y las características topográficas como colinas, montañas, árboles y edificios. Además, su utilidad se limita principalmente a las inmediaciones de aeropuertos y rutas de vuelo, lo que resulta en importantes brechas de cobertura en ciertas zonas geográficas.
Las interferencias GNSS pueden rastrearse ampliamente mediante mapas de interrupciones, que ofrecen una idea general de dónde se producen. Sin embargo, estos mapas carecen de la precisión y la integridad que requieren las aeronaves militares, civiles, los buques marítimos o los servicios de evacuación médica, que dependen de datos de ubicación precisos para una coordinación eficaz.
¿Son los teléfonos inteligentes nuestra respuesta definitiva?
Algoritmos sofisticados, que aprovechan los datos de múltiples teléfonos inteligentes, pueden detectar irregularidades en la señal, lo que indica interferencias o suplantación de identidad. Este enfoque innovador resalta el potencial de los teléfonos inteligentes como una vasta red distribuida de sensores. En Estados Unidos, más de 300 millones de usuarios de teléfonos inteligentes conforman un potente sistema de detección. Con el respaldo de años de investigación, la detección colaborativa de interferencias GPS/GNSS en teléfonos inteligentes se ha convertido en una solución viable. El Consejo Asesor Nacional del PNT Espacial promueve el establecimiento de un sistema nacional de detección y notificación de interferencias de navegación por satélite, priorizando el uso de la tecnología inalámbrica móvil como componente clave.
Las redes de teléfonos inteligentes ofrecen una solución única para alertar oportunamente sobre amenazas de interferencia o suplantación de identidad. Mediante el análisis espacial de las señales GNSS sin procesar, estas redes pueden localizar las fuentes de los ataques, lo que proporciona una mayor protección para la navegación civil y las infraestructuras críticas. Su naturaleza extensa y distribuida también resuelve desafíos clave en la detección de interferencias: identificar emisores y determinar el área afectada. Este enfoque innovador utiliza indicadores en tiempo real, lo que refuerza la resiliencia ante interrupciones en las aplicaciones de cronometraje, entre otras.
¿Cómo rastrear los emisores de carbono?
Localizar la fuente precisa de los ataques de interferencia, conocida como el emisor, es fundamental para implementar contramedidas rápidas y eficientes. Esto incluye desactivar el inhibidor para restablecer los servicios de navegación. Identificar el emisor ofrece información sobre el epicentro de la interferencia, su impacto potencial y los activos más vulnerables. Sin embargo, los sensores terrestres tradicionales suelen tener dificultades para identificar con precisión estos emisores. Un obstáculo principal reside en el uso de señales de baja potencia por parte de los inhibidores, que son más difíciles de detectar a distancia y pueden rebotar en diversas superficies como edificios, vehículos y vegetación. Además, los inhibidores móviles cambian constantemente de posición, lo que añade otra capa de complejidad al proceso de rastreo. Los inhibidores avanzados también emplean técnicas de evasión de detección, como antenas omnidireccionales y saltos de frecuencia, lo que dificulta los esfuerzos de triangulación. La integración de un sistema de detección basado en teléfonos inteligentes reforzaría significativamente la red de sensores, aumentando las posibilidades de rastrear con éxito el emisor.
Las extensas redes de dispositivos móviles permiten la monitorización de la ionosfera en tiempo real, mejorando así la precisión del posicionamiento. Este innovador enfoque utiliza una densa red de puntos de detección para detectar, confirmar y centralizar con rapidez y precisión los datos de ubicación de las señales en tiempo real. Incluso si el emisor cambia de posición, este sistema garantiza un seguimiento continuo. Al aprovechar el potencial de estas redes, podemos revolucionar la forma en que monitorizamos y localizamos las señales, allanando el camino para tecnologías de posicionamiento más avanzadas y eficientes.
¿Cómo funcionan las áreas de efecto?
Determinar el área de efecto precisa de la interferencia GPS supone un reto importante para los métodos de detección actuales. Las variaciones en la intensidad de la señal y la potencia general de los ataques de interferencia se ven influenciadas por múltiples factores, como la distancia geográfica, los paisajes naturales como colinas y bosques, la densidad urbana y otros elementos ambientales. En consecuencia, el impacto real de un ataque puede variar considerablemente entre dos ubicaciones, incluso si se encuentran relativamente cerca. Para abordar esta complejidad, una red combinada de sensores terrestres de gran altitud y ad hoc ofrece una gama más amplia de datos, lo que mejora nuestra capacidad para evaluar y mitigar con precisión los efectos de la interferencia GPS. La altitud de estos sensores también desempeña un papel crucial en la mejora de la capacidad de detección.
Mediante pruebas de campo con la unidad de innovación militar de Ucrania, hemos descubierto variaciones notables en la intensidad y el impacto de la señal de interferencia en función de la altitud. Mientras que los objetivos en cielo despejado, como los aviones, son más susceptibles a la intensidad total de los ataques de interferencia, los drones y automóviles a baja altitud pueden sufrir efectos menores. Para garantizar alertas efectivas en tiempo real para los usuarios de navegadores por satélite en las zonas afectadas, la identificación precisa del área de impacto es crucial. Los teléfonos inteligentes se convierten en una herramienta valiosa en este contexto. Mediante el despliegue de una red de sensores móviles, podemos aumentar la velocidad y la precisión a la hora de determinar los efectos generalizados de las señales de interferencia y suplantación. Esto se logra evaluando el impacto en dispositivos individuales y correlacionándolo con sus datos de ubicación, ofreciendo así una solución rápida y precisa.
¿A dónde deberíamos ir a continuación?
Integrar las iniciativas de detección de interferencias GPS en diversas agencias, como el Departamento de Defensa, el Departamento de Seguridad Nacional y la Autoridad Federal de Aviación, es crucial. Al aprovechar los satélites comerciales, la inteligencia artificial y, en especial, los teléfonos móviles, estas iniciativas buscan mejorar las capacidades de detección. Los teléfonos móviles destacan por su amplia distribución, rentabilidad y capacidad para aumentar la redundancia. Sin embargo, lo que necesitamos en última instancia es un sistema unificado que integre estas tecnologías para la detección en tiempo real. Actualmente, estamos probando nuevas capacidades basadas en teléfonos inteligentes para la detección y localización de emisores, lo que allana el camino hacia una solución más integral.
Sean Gorman, director ejecutivo y cofundador de Zephr.xyz, lidera el desarrollo de soluciones innovadoras basadas en la localización. Un elemento central de su innovación es un sistema multicapa que integra datos satelitales, terrestres, móviles y de aviación, ofreciendo una detección y un seguimiento de anomalías GNSS inigualables. Este enfoque integral garantiza una rápida identificación y respuesta ante cualquier amenaza. Cabe destacar que la inclusión de un sistema de detección de teléfonos móviles ofrece un mecanismo de alerta temprana rentable. Los sensores de los teléfonos emiten alertas, seguidas rápidamente por confirmaciones satelitales y de otros sistemas. Al establecer una densa red de puntos de detección, mejoramos significativamente nuestras capacidades defensivas y aceleramos los tiempos de respuesta, allanando el camino hacia un futuro más seguro.
Experto en ciencia de datos geoespaciales y seguridad nacional, Gorman cuenta con más de 20 años de experiencia como investigador, emprendedor y académico. Ha ocupado altos cargos en Maxar e iXOL, y fundó Pixel8earth, GeoIQ y Timbr.io. Como exgerente de ingeniería del equipo de mapas de Snap y estratega jefe del Centro de Desarrollo de Washington D. C. de ESRI, la experiencia de Gorman es inigualable. Ha sido experto en la materia para el Grupo de Trabajo de Infraestructura Crítica del Departamento de Seguridad Nacional (DHS) y el Consejo Asesor de Seguridad Nacional, lo que le ha valido ocho patentes. Su vasto conocimiento se extiende al ámbito académico, donde fue profesor investigador en la Universidad George Mason.