美国国土安全部构建八类GPS场景进行终端风险评估

近日，美国国土安全部宣布将于2017年4月17-21日（美国时间）在全国范围内启动全球定位系统（GPS）欺骗测试试验活动，并对国内所有用于关键基础设施（精准的定位、导航和定时是国家关键基础设施中至关重要的信息）建设的GPS设备制造商发出邀请，此次活动通过创建一个特定的测试环境，对GPS信号进行干扰和欺骗，测试用于关键基础设施建设的相关设备被干扰和欺骗后的反应，并收集试验数据，活动旨在提高关键基础设施的安全性和弹性，促进固件更新和GPS技术发展。据了解，本次试验已于2017年3月3日截止申请。

根据美国2016年公开的《国家风险评估：GPS脆弱性对美国关键基础设施的影响》的评估结果显示，小型GPS干扰器，尤其是在互联网上唾手可得的“个人私有设备”，由于其具有易获取、成本低的特点，成为了构成国家关键基础设施的最大风险之一。

《国家风险评估：GPS脆弱性对美国关键基础设施的影响》是为了响应美国国家天基PNT执行委员会号召于2011年着手研究和编写，直到2016年，美国政府内阁才对外公布该报告的修订完整版本。

为评估GPS脆弱性对美国关键基础设施的风险，美国国土安全部构建了八种类型的GPS干扰场景，并对八种类型的GPS干扰场景对美国关键基础设施的影响进行了排名。

以下为研究中创建的八类GPS干扰场景：

场景A：用一个静态的干扰源产生连续的非恶意干扰信号，使地面半径30公里内的接收机和无线视距内的机载接收机受到影响；

场景B：用一个低功耗、静态干扰器产生连续的阻塞信号，将对地面半径50米内和无线视距20公里内的GPS接收机跟踪性能产生影响，并对地面半径800米内和无线视距30公里内的GPS接收机捕获性能产生影响；

场景C：用一个高功率、静态干扰器产生连续的阻塞信号，将对地对地半径3公里内和无线视距230公里内的GPS接收机跟踪性能产生影响；并对地面半径4公里内和无线视距350公里内的GPS接收机捕获性能产生影响；

场景D：从地面用多个低功耗干扰器中发射阻塞信号，干扰源既有静态，也有动态，有的是连续性的，有的是间歇性的。将对闹市区的接收机的捕获和跟踪性能产生间歇性的影响；

场景E：强烈磁暴导致的全球范围内的自然干扰（G4或更高），GPS的跟踪性能极限明显降低；

场景F：产生连续性的欺骗信号对目标接收器进行针对性攻击，使其在不发出警报的情况下影响接收机的时间和位置解算结果；

场景G：产生复杂的、相互协作的、连续性的欺骗信号攻击多个目标接收器（每个欺骗源对应一个目标），使每个独立的目标接收机在不发出警报的情况下产生错误的时间和位置解算结果；

场景H：先发射几分钟的阻塞信号，然后在一个合适的位置用一个大功率发射机产生类似于GPS的欺骗信号进行连续性攻击，将使地面半径3公里内和无线视距230公里内的接收机所解算出的时间和位置结果是自洽的，但是解算出的时间跟真实的时间之间存在数百微秒的误差，解算出的位置跟实际的位置之间存在数十公里的误差。

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