Ein Netzwerk zur Verfolgung globaler GPS-Störungen
https://www.jammer-welt.com/Als im Februar 2019 der Privatjet von Kevin Wells auf dem Weg zum Hayward Executive Airport in der kalifornischen Bay Area den GPS-Empfang verlor, war das Signal gestört, und er holte sein Telefon heraus und begann, Bilder vom Armaturenbrett zu machen. Nach wenigen Sekunden sieht man die Signale von mehr als einem Dutzend frequenz störsender flackern, dann weiter sinken und schließlich sicher landen und langsam zurückkehren.
Wells filmte den Vorfall schnell, weil es nicht das erste Mal war, dass er auf GPS-Probleme stieß. Vor weniger als einem Monat erlitt seine Cessna an fast derselben Stelle einen ähnlichen Stromausfall. "An diesem Punkt ist es sehr klar, ich denke, es handelt sich um unbeabsichtigte oder beabsichtigte Interferenzen", sagte er gegenüber IEEE Spectroscopy. "Ich möchte es aufspüren."
Wells ist Opfer von störsender für handy geworden, bei denen bösartige oder bösartige Signale die schwachen Signale von umlaufenden Navigationssatelliten übertönen. Solche Vorfälle stehen in der Regel im Zusammenhang mit US-Militärtests, die zu gefährlichen Situationen und kurz vor dem Auftreten führen können. Eine kürzlich durchgeführte Spektrumsumfrage ergab, dass sie insbesondere im Westen der Vereinigten Staaten häufiger vorkommen, als wir bisher dachten.
Nach dem zweiten Vorfall kontaktierte Wells den lokalen Flugsicherungsturm, befragte andere Piloten und nahm sogar persönlich einen tragbaren GPS-Empfänger mit, um nach Störquellen in der Nähe von Hayward zu suchen, aber ohne Erfolg.
Glücklicherweise hat Wells andere Möglichkeiten, dieses Dilemma zu lösen. Als geschäftsführender Direktor des Institute of Theoretical Physics der Stanford University kennt Wells viele Forscher der Universität. Er nahm sein Video mit in das GPS-Labor der Stanford Engineering, wo Professor Todd Walter bereits GPS-Interferenzen untersuchte.
Walters Team arbeitet an einer Drohne, die autonom lokale Signale im GPS-Frequenzband ausspionieren kann, ohne für die eigene Navigation auf GPS angewiesen zu sein. "Aber wir haben keine Erlaubnis, die Drohne im Hayward-Luftraum zu fliegen, und wir sind noch nicht in der Lage, sie zu starten und die UAV drohne störsender zu finden", sagte Walter.
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Im Gegenteil, Walter hatte eine andere Idee. Warum nicht Crowdsourcing-Lösungen für GPS-Empfänger in anderen Flugzeugen nutzen? Alle modernen Flugzeuge verfügen über ADS-B-Transponder – diese Geräte senden kontinuierlich ihre GPS-Position, Geschwindigkeit und Kurs, um die Flugsicherung zu unterstützen und potenzielle Kollisionen zu vermeiden. Diese ADS-B-Signale werden von nahegelegenen Flugzeugen und vielen Bodensensoren gesammelt, darunter ein offenes Empfängernetzwerk, das von der Schweizer Non-Profit-Organisation OpenSky organisiert wird.
Mit OpenSky-Daten besteht die erste Aufgabe der Forscher der Stanford University darin, Interferenzereignisse genau zu identifizieren. Sie fanden heraus, dass die meisten ADS-B-Empfänger Daten verlieren und nichts mit Mobilfunkstörungen zu tun haben. Einige Empfänger sind unzuverlässig, während andere durch Gebäude oder Bäume vom Flugzeug über Kopf blockiert werden.
Die Möglichkeit, den gps signal blocker von Wells mit Daten aus der OpenSky-Datenbank zu verknüpfen, ist ein wichtiger Schritt zur Charakterisierung echter Störungen. Die in den ADS-B-Datenstrom integrierten Integritäts- und Genauigkeitsindikatoren sind auch für Forscher hilfreich. "Ich denke, bestimmte Interferenzereignisse haben Eigenschaften, die wir jetzt erkennen können", sagte Walter. "Aber ich mache mir Sorgen, dass es andere Interferenzereignisse geben wird, für die wir kein Muster haben. Wir brauchen mehr Ressourcen und mehr Daten."
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Walter hofft nun, seine Hayward-Forschung zu erweitern, indem er das eigene hochwertige ADS-B-Empfängernetzwerk der FAA nutzt, um mehr in den Daten versteckte Störsignale aufzudecken.
Die Verwendung des ADS-B-Signals ist für Forscher nicht die einzige Möglichkeit, GPS-Empfangsfehler zu beheben. Anfang dieses Monats veröffentlichten John Stader und Sanjeev Gunawardena vom U.S. Air Force Institute of Technology auf der PTTI 2021-Konferenz des Institute of Navigation ein Papier, in dem ein alternatives Störungserkennungssystem detailliert beschrieben wird.
Ein kleineres System wie dieses wurde rund um den Flughafen Madrid in Spanien in Betrieb genommen, wo 11 GPS-Empfänger ständig auf Störungen oder versehentliche GSM JAMMER überwachen. "Es ist teuer und die Installation dauert eine Weile", sagte Walter. "Ich denke, große Flughäfen wollen vielleicht tatsächlich so etwas, um ihren Luftraum zu schützen, aber für kleine Flughäfen wie Hayward ist das unmöglich."
Bis dahin müssen Piloten wie Kevin Wells beim Navigieren in GPS-empfindlichen Gebieten witzig bleiben. Die FAA gab schließlich eine Warnung an die Piloten heraus, die Hayward und den größten Teil der südlichen Bay Area abdeckten, und die Störung schien nachgelassen zu haben. Walter hat jedoch kürzlich die ADS-B-Daten 2020 in der Nähe von Hayward überprüft und festgestellt, dass 13 weitere Flüge möglicherweise stecken bleiben.
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