Flightradar24の新しいGPS妨害マップ
(flightradar24.com)- Flightradar24が、世界中のGPS妨害・干渉地域をひと目で確認できるマップを公開し、航空運航周辺のGNSS妨害状況をより把握しやすくなった
- マップは干渉レベルを緑〜赤のオーバーレイで表示し、GPSだけでなくGLONASS、Galileo、BeiDouなど複数の航法衛星システムをまとめて扱う
- 計算には航空機のADS-Bメッセージに含まれる**Navigation integrity category（NIC）**の値が使われ、位置の信頼度が低下する区間から干渉の可能性を推定する
- ユーザーは6時間または24時間の解像度を選択でき、日付・時刻セレクターと再生機能で時間帯ごとの変化を確認できる
- 現在の結果は、十分な航空便とFlightradar24の地上ADS-B受信機がある地域に限られており、追加データソースの統合が準備中
GPS妨害マップを公開したFlightradar24
- 新しいGPS jamming mapは、世界中で発生しているGPS妨害と干渉の地域を理解しやすい視覚形式で表示する
- 干渉レベルはマップ上の色付きオーバーレイで区別される
- 緑は低い干渉レベルを示す
- 赤は高い干渉レベルを示す
- 一般にはGPSと呼ばれるが、マップで扱う範囲には複数のGNSSが含まれる
- 米国のGPS
- ロシアのGLONASS
- 欧州のGalileo
- 中国のBeiDou
- その他のシステム
干渉の計算方法と画面操作
- Flightradar24は、航空機から受信するADS-BメッセージのNavigation integrity category（NIC）を活用してGPS妨害と干渉を計算する
- NICは、航空機が受信した航法データの品質と一貫性をエンコードする
- 航空機が自機の位置をどれだけ確信しているかを不確実性の半径として提供する
- 半径の値が大きいほど、位置更新の確実性は低くなる
- 一定期間に特定地域を通過した航空機がブロードキャストしたNIC値が計算に使用される
- マップは2種類の時間解像度に対応する
- 6時間解像度は直近の活動を示す
- 24時間解像度は前日の状況をより広く見られるようにする
- 左上のセレクターで任意の日付と時刻を調整できる
- 日付セレクター下の前後ボタンで1期間ずつ移動できる
- 再生ボタンを押すと、選択した日付と時刻からスライドショーが始まる
データ範囲と今後の改善
- 現在のGPS妨害の計算は、十分な航空便と十分なFlightradar24地上ADS-B受信機がある地域のデータのみを使用する
- Flightradar24はマップ改善のため、追加データソースを統合する作業を進めている
1件のコメント
Hacker Newsのコメント
関連するHN投稿として、2022年の https://news.ycombinator.com/item?id=32245346、2023年の https://news.ycombinator.com/item?id=37868106 がある
単一の観測者だけでジャミングを確定するのは難しいが、1〜2機の航空機信号だけでもかなりうまく当たるヒューリスティクスがあり、GPSJAMでここ数年うまく機能してきた
妨害源の位置推定は、放射信号を直接方向探知すれば簡単だが、影響を受けた航空機と受けていない航空機のADS-B観測だけで行うほうが、より面白い課題だ。Stanford GPS研究所の “GNSS Interference Source Localization Using ADS-B data” もある: https://web.stanford.edu/group/scpnt/gpslab/pubs/papers/Liu_...
ADS-Bはどの航法システムを使っているかを教えてくれないが、ほとんどの航空機はまだGPSを使っていると理解している。マルチGNSSシステムが一般化すれば、ジャマーも結局はすべてを狙う可能性が高い
ウクライナ上空にはADS-Bトランスポンダをオンにした民間機が存在しないか、ほとんどいないため、データがない。2022年2月14日にロシア侵攻の早期兆候を見ようとしてGPSジャミング地図を作り始めたが、2月24日までは干渉の兆候はなく、その後は民間航空の運航が止まってその地域のデータも消えた: https://gpsjam.org/?lat=45.00000&lon=35.00000&z=3.0&date=202..., https://gpsjam.org/?lat=49.18928&lon=33.51687&z=3.9&date=202...
GPSジャミングは紛争地域と強く相関している。キプロス周辺の空域は2018年ごろから数年間ジャミングされていたようで、全面的な軍事行動というより嫌がらせに近い印象もある
テキサス/コアウイラ方面の米墨国境の赤いセルは、カルテルよりも 米軍の試験・訓練 である可能性のほうがはるかに高そうだ。常にLaughlinとRandolphの軍事作戦区域(MOA)内で現れ、平日に発生して週末には止むというパターンも軍事訓練によく合う: https://imgur.com/vieGhgN
2022年2月24日から2024年3月19日まで定期的に更新されるGPSジャミング地図は、gpsjam.orgが唯一だった。最近ではTwitterの @auonsson https://twitter.com/auonsson、@rundradion https://twitter.com/rundradion、@x00live https://twitter.com/x00live も類似データを分析しており、HawkEye 360の衛星ベースGPS干渉地図もある: https://spacenews.com/hawkeye-360-gps-ukr/
GPS信号はノイズフロア以下と言えるほど弱いため、地上または空中のジャマーが圧倒するのは非常に簡単だ。ただし、controlled reception pattern antennas(CRPA) のような ジャミング耐性アンテナ と技術はある: https://www.gpsworld.com/anti-jam-technology-demystifying-th...
民間航空機システムの大半がジャミング耐性を備えていない主な理由は、これまで必要性が小さかったからだと思う。過去数十年、GPSジャミングは今よりずっと小さな問題で、過剰設計のほとんど不要なシステムにコストと時間をかける理由が乏しかった。今は状況が変わりつつあり、機器メーカーや航空当局の関心も高まるだろう
赤い区域の中でもスマートフォンのGoogle Mapsが正常に動作する理由は、航空機がより高い高度を飛ぶため、ジャマーに対する見通し線がはるかに長いからだ。GPSJAM FAQにも説明がある: https://gpsjam.org/faq/#i-live-in-one-of-the-red-zones
ADS-B ExchangeがAdvisory Circularプロジェクトの一環として全世界のADS-Bデータを提供してくれたので、このデータで全世界のGPSジャミング地図を作れるのではないかと思った: https://news.ycombinator.com/item?id=24188661
ADS-Bデータを処理・分析・販売する会社はいくつもあり、データ自体もそれほど複雑ではないのに、この用途を誰も製品化していなかった点は興味深い。すでに掘り尽くされたようなデータにも、まだ金脈が残っていることがある
GPS干渉に関連するADS-B分析にも、まだやるべきことは多い。FR24はジャミングを地図化しているが、全世界の スプーフィング地図 を作ったところはまだなさそうだ: https://twitter.com/lemonodor/status/1770515361739493488
安全面では航空機には冗長化された航法システムがあるが、GPSは航空安全を高める重要なレイヤーの1つである。国全体やより広い地域で旅客運航を維持したままGPSを失うのは、まったく正常な状況ではない。Eurocontrolの「GNSS Interference and Civil Aviation」の発表に詳しい内容がある: https://rntfnd.org/wp-content/uploads/Aviation-GNSS-interfer...
その発表によれば、航空安全は「計器を信頼せよ」と「標準運航手順に従え」という2つの原則の上に成り立っているが、GNSSの無線周波数干渉は操縦士にその両方を疑わせる。GPS不在による危うい状況もあり、操縦士と管制官の業務負担の増加自体が安全上の問題である。航空会社や当局が大丈夫だと言っても、頻繁なGPS遮断がある世界に十分備えられているわけではなく、業界と政府は今より場当たり的でない対応のために緊急会議を開いている。
NATOの戦略家ではないが、最近のGPS/航空分野の大きな問題は、ロシアがポーランド、フィンランド、スウェーデン、エストニア、リトアニア上空で頻繁にGPSをジャミングしていることのように見える。EUおよびNATO諸国の戦略インフラを弱体化または無力化し、少なくとも商業航空に大きな影響を与えるのは大きな問題である。ロシアがやっていると断定するには慎重であるべきだが、専門家の間ではその見方がほぼコンセンサスに近く、政府は100%確信しているのではないかと思う。
70〜80年代の長距離旅客機には優れた慣性航法装置があった。GPSほどではないにせよ、数海里以内で位置を把握できる程度だったが、時間がたつとドリフトが生じ、実際の航法標識で位置を取るたびに乗員が継続的に再補正しなければならず、誤差が致命的になり得た。現代のアビオニクスがGPSのバックアップとして旧来型の慣性航法を維持しているのか、それともGPS移行後に外されたのか、以前から気になっていた。大型航空機には、GPSで継続的に再補正され、ジャミングやスプーフィング時には引き継げる現代的な慣性航法装置があるほうが賢明に思える。
キーウに住んでいて、地上でGPSジャミングがどう見えるかを体験したことがある。ロシアのミサイルやドローンがキーウに接近すると、防空網がたいていGPSジャミングをオンにし、自宅のソファに座っているだけなのに、携帯電話には市内のまったく別の地域から北東へ高速で直線移動しているように表示された。これほど大きな都市でGPS座標を完全に能動的に置き換えるには、ジャマーがどれほど強力でなければならないのか気になった。
Tallinn周辺では誰がジャミングしているのか気になる。GPS IIIもジャミングに同じように脆弱なのかも気になる。HawkeyeとSARデータを組み合わせれば、船舶追跡ではかなり面白そうだ。関連論文は見た気がするが、このサイトのようにインタラクティブなものは見たことがない。公開SARデータはまだほとんどリアルタイムではないが、近いうちにそうなることを願う。
仕組みがかなり興味深い。各航空機から受信するADS-BメッセージのNavigation integrity category(NIC) は、航空機が受信した航法データの品質と一貫性を符号化しており、位置の不確実性半径を通じて自機位置をどの程度確信しているかを示す。
NIC値が低いだけでは航空機機器の問題や不利な位置条件の可能性もあるが、同じ時間帯に近くの複数の航空機で観測されれば、正常なGNSS動作を妨げる無線信号が存在することを意味する可能性がある。単一の観測者だけでジャミングを確定するのは難しく、かなり高い信頼度を得るには、一定時間にわたる複数センサーの分散サンプルが必要になる。
かなり良かったので、自分のADS-Bフィーダーでもデータ送信を始めた: https://airplanes.live/get-started/
ADSBExchangeがプライベートエクイティに買収された後、良いプロジェクトへのデータ提供を停止した状況なので、なおさら素晴らしい。知的財産の盗用などで訴えられてもいるようで、今夜読んでいたカリフォルニアの訴訟リンクもある: https://www.documentcloud.org/documents/23963235-golden-hamm..., https://www.lacourt.org/casesummary/ui/index.aspx?casetype=c... 23CHCV02662
この地図をどう解釈すべきか分からない。地政学的な境界がなく読みにくく、ウクライナではGPSジャミングが最も予想されるのに、データが大きく欠けている。民間航空機がいないためだろうし、測量された地点に地上GPS観測所を設置すればデータを得られるかもしれない。
トルコ上空の大きな赤い塊は、黒海にいるロシアのジャマー到達範囲の南端かもしれず、東地中海の大きな赤い塊がイスラエルなのかは確信が持てない。イスラエルの中心でもなく、イスラエルの一部は緑色で、GPS依存度も高いだろうから、自らジャミングしたいとは思わないはずだ。
東南アジアの赤い塊は内戦中のミャンマーに見え、カシミールあたりにも小さな赤い塊がある。
3月14日までさかのぼると、その地域のジャミングはなく、米国・欧州の塊も減るので、こうした現象は事件ベースでオン・オフされているように見える。
上の内容が興味深かったなら、FlightRadar の「ブロック」一覧にある航空機の活動を地図化した短い記事も書いている。つまり、FlightRadar が法的圧力と思われる理由により、その ADS-B データをデータセットから削除することにした航空機のこと: https://dfworks.xyz/blog/hnwi-osint-private-jet/
site:https://aviation.stackexchange.com/tracking private planesBombardier Global Express 6000 GLT6 の結果も興味深い。軍用改造でよく知られている航空機だからだ: https://en.wikipedia.org/wiki/Bombardier_Global_Express#Mili...
既知の改造型には GlobalEye, Project Dolphin, Raytheon Sentinel, Saab Swordfish, PAL Aerospace P-6, E-11A, HALOE, PEGASUS, Hava SOJ, CAEW, HADES がある。特に Hava SOJ はトルコ地域向けの航空スタンドオフ・ジャマー構成であり、記事ともつながっている
クラウドソーシングデータは LADD の適用対象ではないので、adsbexchange のようなサイトはそうした航空機を表示でき、実際に表示している。米国内の飛行では、ADS-B 搭載航空機が代替アドレスを送信できる private address プログラムもある: https://www.faa.gov/air_traffic/technology/equipadsb/privacy
https://www.flightradar24.com/data/gps-jamming
別の資料としては https://gpsjam.org/ と https://hn.algolia.com/?q=gpsjam もある。ほかにも GPS ジャミングの地図化やデータ収集プロジェクトがあるのか気になる
この地図に使われている ADS-B データには各航空機の航法システム精度情報は含まれるが、航法システムの種類までは特定されない。GPS かもしれないし、GLONASS のような別の GNSS かもしれないし、慣性航法装置かもしれない。ほとんどの航空機は GPS を使っているという理解なので、この地図も主に GPS を示している可能性が高い
ジャミングがジャミングアンテナへの見通し線があるときに起きるのなら、航空機はなぜ下向きの遮蔽を付けて、空の GPS 信号だけを受け、下半球から来るジャマー信号は受けないようにしないのだろうか。あるいは、ジャミング信号が衛星信号より桁違いに強すぎて、遮蔽がどれだけ優れていても多少の利得しか得られないのだろうか?
実際そういう製品はあるが、下向きの遮蔽は約 20dB 程度で、十分ではないかもしれない: https://safran-navigation-timing.com/product/8230aj-gps-gnss...
地上と上空を鋭く切り分けるアンテナを作るのは難しい。そこでほとんどの耐ジャミング装置はビームフォーミングにより、特定の方向 1 つ以上から来る干渉を打ち消す。つまりアンテナの null が干渉に追従して動く
GDOP: https://en.wikipedia.org/wiki/Dilution_of_precision_(navigat...
データは航空機から得られるため世界全体を完全にはカバーしていないが、GPSだけでなく他の衛星航法システムも含む。ジャミングまたは干渉の地域としては、ウクライナ周辺の東欧、黒海南岸、ポーランドとバルト海の一部、Kaliningrad沖、Berlin近郊のドイツの一部、Gaza周辺の東地中海と中東の一部、Punjab/Lahore近郊のインド・パキスタン国境、ミャンマー西部、New Guineaのインドネシア・Papua New Guinea国境、西オーストラリア、米国・メキシコ国境、ベトナム国境近くの中国南部の1地点が見える。
ウクライナ、Gaza、ミャンマーでは大きな紛争があり、米国・メキシコの干渉は麻薬カルテル関連の可能性があるという推測もある。インド・パキスタン国境は長年の緊張地帯だ。New Guineaとオーストラリアで何が起きているのかは分からない。
インド・パキスタン、米国・メキシコ、中国のジャミング/干渉は直近6時間のデータでは消えており、24時間データでのみ見える。
一部地域では商用サービスで補強できるかもしれないが、世界規模でそれを行うのは難しく、結局のところ空白地帯はその地域でコミュニティ受信のカバーがなく、商用補強もないことを意味する。
推測するなら、ロシア軍のバルト海利用を制限するより大きな仕組みの一部か、BerlinとCopenhagenを狙うロシアの航空機・ミサイルに対する単一の防御層かもしれない。St PetersburgからMoscow方向へ続く干渉帯も、ロシア側の類似した単一防御層に見える。
この解像度では、西側がSt Petersburgへの接近を妨害し、誰かがKaliningradを警戒しているように見えるが、Riga湾一帯は「これは何だ？」と思わせる。Kandalaksha近郊の単一タイルも何か興味深いことが起きていることを示唆するが、西側アナリストの時間を浪費させるための意図的なおとりである可能性もゼロではない。
GPSジャミング区域の大半は予想通り、ウクライナ、ミャンマー、イスラエル/パレスチナ、カシミールのような活発な紛争地域の近くだ。だが、西オーストラリアとテキサス南西部で何が起きているのか気になる。
西オーストラリアの地点も、近くのRAAF訓練基地を見ると同じ理由である可能性がありそうだ。
これは
gpsjam.orgと不自然なほどよく似ている。有用で、FR24とADSBExchangeが使う入手しやすいADS-Bデータを使っている点もその通りだが、データ可視化が妙に似ている。ただしGISや測地学に詳しいわけではないので、球面を簡単にタイル分割するには六角形が最適なのかもしれない。この作業がGPSjamから意味のある形で着想を得ているなら、クレジット表記があるとよい。
この記事も読む価値があった: https://klioba.com/how-to-use-postgresql-for-military-geoana...
HNコメント: https://news.ycombinator.com/item?id=39662246
テキサス/メキシコ国境の小さな区間付近で、なぜジャミングが起きているのか気になる
要するにジャミングではなく、弱い信号。軍の訓練機が機動中に一時的な信号喪失を起こし、その弱い信号を報告している