Biuletyn EASA: Awarie i zakłócenia w globalnym systemie nawigacji satelitarnej

Europejska Agencja Bezpieczeństwa Lotniczego (EASA) opublikowała biuletyn bezpieczeństwa SIB 2022-02R1 dotyczący awarii i zakłóceń w globalnym systemie nawigacji satelitarnej (GNSS), które mogą prowadzić do pogorszenia nawigacji.

Od lutego 2022 r. obserwuje się wzrost liczby przypadków zakłócania i fałszowania sygnałów globalnych systemów nawigacji satelitarnej (GNSS). EASA przeanalizowała najnowsze dane analityków oraz te płynące z otwartych źródeł i doszła do wniosku, że zakłócanie lub fałszowanie GNSS zanotowało dalszy wzrost dotkliwości, a także ogólne zwiększenie intensywności i wyrafinowania.

Problem ten dotyczy szczególnie obszarów geograficznych otaczających strefy konfliktu, ale występuje także w południowej i wschodniej części Morza Śródziemnego, w rejonie Morza Czarnego, Morza Bałtyckiego i obszarze Arktyki. Zagłuszanie to celowa interferencja częstotliwości radiowej (RFI) z sygnałami GNSS. Zakłócenia te uniemożliwiają odbiornikom nawiązanie połączenia z sygnałami satelitarnymi, a ich głównym skutkiem jest to, że system GNSS staje się nieskuteczny, a jego jakość jest dla użytkowników niewystarczająca.

Spoofing polega na emitowaniu fałszywych sygnałów satelitarnych w celu oszukania odbiorników GNSS, powodując, że obliczają one nieprawidłowe dane dotyczące pozycji, nawigacji i czasu (PNT). Wykrycie zagłuszania lub fałszowania, a także rozróżnienie, jakiego rodzaju zakłócenia występują jest trudne, ponieważ generalnie nie ma konkretnych ostrzeżeń dla załóg lotniczych.

W zależności od rodzaju statku powietrznego i jego systemów, zaobserwowano różne skutki uboczne zagłuszania, które można przypisać fałszowaniu sygnału.

Poniższa lista zawiera przykłady symptomów podejrzenia fałszowania GNSS:

• Niespójność pozycji nawigacyjnej, np. ostrzeżenia o niezgodności pozycji GNSS/FMS;
• Różnice pomiędzy ground speed i true airspeed
• Przesunięcie w czasie;
• Problemy z INS/IRS.

Chociaż zakłócanie lub fałszowanie GNSS można spotkać w dowolnym miejscu na świecie, najbardziej dotknięte regiony informacji powietrznej (FIR) to:

• Obszar Morza Czarnego:
  - FIR Istanbul LTBB, FIR Ankara LTAA
  - wschodnia część FIR Bucuresti LRBB, FIR Sofia LBSR
  - FIR Tbilisi UGGG, FIR Yerevan UDDD, FIR Baku UBBA
• Południowy i wschodni obszar Morza Śródziemnego oraz Bliski Wschód:
  - FIR Nikozja LCCC, FIR Beirut OLBB, FIR Damascus OSTT, FIR Tel-Aviv LLLL, FIR Amman OJAC, północno-wschodnia część FIR Cairo HECC
  – FIR Baghdad ORBB, północno-zachodnia część FIR Tehran OIIX
  – północna część FIR Tripoli HLLL
• Obszar Morza Bałtyckiego (FIR otaczające FIR Kaliningrad UMKK):
  - zachodnia część FIR Vilnius EYVL, część północno-wschodnia FIR Warszawa EPWW, południowo-zachodnia część FIR Riga EVRR
• Obszar arktyczny:
  - północna część FIR Helsinki EFIN, północna część FIR Polaris ENOR

Skutki zakłócania i/lub fałszowania GNSS były obserwowane przez załogi w różnych fazach lotu. W niektórych przypadkach prowadzą one do zmiany trasy lub wykonywania oblotów, a także do wywołania fałszywych alertów TAWS (Terrain Awareness and Warning System). W obecnych warunkach nie można przewidzieć zakłóceń GNSS ani ich skutków. Skala problemów generowanych przez zakłócenia zależy od zasięgu danego obszaru, czasu trwania, fazy lotu oraz stopnia zależności systemów statku powietrznego od sygnałów GNSS.

Poniższa lista zawiera przykłady problemów, które może spowodować pogorszenie sygnału GNSS (z uwzględnieniem Satellite Based Augmentation Systems (SBAS) oraz Ground Based Augmentation Systems (GBAS):

• Tymczasowa lub nieodwracalna awaria lub pogorszenie dostarczanych informacji PNT przez GNSS, może skutkować:
  - odchyleniami od trasy, niezamierzonymi zakrętami i potencjalnym naruszeniem przestrzeni powietrznej;
  - generowaniem fałszywego alarmu PULL UP wyzwalanego przez system TAWS podczas fazy przelotu;
  - utratą systemów zależnych od czasu (np. zegar, system obliczania zużycia paliwa, FMS);
  - wyświetlaniem niespójnej lub potencjalnie mylącej pozycji statku powietrznego oraz prędkości względem ziemi lub powietrza
• Brak możliwości wykorzystania GNSS do nawigacji, w tym nawigacji po punktach orientacyjnych;
• Niemożność prowadzenia lub utrzymywania nawigacji obszarowej opartej na GNSS (RNAV) i/lub wymaganych operacji związanych z nawigacją obszarową (RNP)

Niniejszy SIB został opublikowania w celu rozszerzenia jego zastosowania na producentów statków powietrznych i osprzętu oraz uwzględnienia stwierdzonych przypadków fałszowania. W chwili obecnej zagrożenie opisane w niniejszym SIB nie jest uważane za stan niebezpieczny, który uzasadniałby podjęcie działań zgodnie z dyrektywą bezpieczeństwa (SD) na mocy rozporządzenia Komisji (UE) nr 965/2012, załącznik II, ARO.GEN.135(c) ani na mocy rozporządzenia Komisji (UE) 2017/373, załącznik II, pkt ATM/ANS.AR.A.030, ani na mocy dyrektywy w sprawie zdatności do lotu (AD) na podstawie rozporządzenia (UE) nr 748/2012, część 21.A.3B.

Zalecenia:

Aby rozwiązać zidentyfikowane problemy, EASA zaleca wdrożenie następujących środków, które należy rozważyć w odniesieniu do wyżej wymienionych obszarów informacji powietrznej i należy je rozszerzyć na każdy inny obszar, w którym zidentyfikowano zakłócanie i/lub fałszowanie sygnałów GNSS.

Niektóre zalecenia dla operatorów statków powietrznych są obecnie rozdzielone w odniesieniu do zakłócania i fałszowania ze względu na specyfikę tych dwóch różnych przypadków.

Władze CAA powinny:

• Zapewnić ustanowienie procedur awaryjnych w koordynacji z instytucjami zapewniającymi usługi ATM/ANS i użytkownikami przestrzeni powietrznej oraz utrzymać pełną operacyjność podstawowej konwencjonalnej infrastruktury nawigacyjnej, w szczególności pomocy nawigacyjnych do lądowania według wskazań przyrządów;
• Wdrożyć odpowiednie i proaktywne środki łagodzące jako kwestię o wysokim priorytecie, w tym wydawać NOTAM, z m.in. opisem dotkniętych obszarów i powiązanych ograniczeń;
• Ułatwić ustanowienia przez dostawców usług ATM/ANS procesu gromadzenia informacji na temat degradacji GNSS, w koordynacji z odpowiednimi krajowymi władzami telekomunikacyjnymi, oraz niezwłoczne powiadamiać o wynikach operatorów lotniczych i innych użytkowników przestrzeni powietrznej;
• Zainicjować dyskusję na szczeblu krajowym w celu ograniczenia stosowania zakłócaczy sygnałów GNSS;
• Potwierdzić, że operatorzy lotniczy, w tym operatorzy helikopterów, instytucje zapewniające ATM/ANS oraz producenci statków powietrznych i sprzętu, odpowiednio uwzględnili treść tego SIB.

Dostawcy ATM/ANS powinni:

• ustanowić proces gromadzenia informacji na temat degradacji GNSS, w koordynacji z właściwymi organami CAA i krajowymi władzami telekomunikacyjnymi, oraz niezwłocznie powiadamiać o wynikach operatorów lotniczych i innych użytkowników przestrzeni powietrznej;
• Ocenić wpływ utraty lub anomalii pomiaru czasu w oparciu o GNSS na systemy CNS;
• Wydawać NOTAM w celu dostarczenia odpowiednich informacji użytkownikom przestrzeni powietrznej (w stosownych przypadkach i określonych na poziomie państwa);
• Zapewnić niezawodny zasięg nadzoru odpornego na zakłócenia GNSS, a także utrzymać sprawność podstawowej konwencjonalnej infrastruktury nawigacyjnej (Instrument Landing Systems, Distance Measuring Equipment (DME), Very High Frequency omnidirectional range (VOR)) w celu wsparcia konwencjonalnych procedur nawigacyjnych;
• Zapewnić, że ich plany awaryjne obejmują procedury, których należy przestrzegać w przypadku zakłócania i/lub fałszowania GNSS na dużą skalę;
• Uważnie monitorować ruch, aby zapobiec odchyleniom od toru/trasy lotu;

Operatorzy lotniczy, w tym operatorzy helikopterów, powinni:

• Dopilnować, aby załogi lotnicze były świadome i przeszkolone w zakresie znaczenia szybkiego zgłaszania się za pomocą meldunku z powietrza (AIREP) do służb ruchu lotniczego o wszelkich zaobserwowanych przerwach, degradacji lub nieprawidłowym działaniu GNSS lub powiązanej awioniki (np. przesunięcia map, podejrzenie fałszowania GNSS, pozycja i czas trwania zakłóceń GNSS);
• Ocenić różne możliwe scenariusze w oparciu o rodzaj operacji, aby zapewnić załogom lotniczym terminową realizację informacji zwiększających świadomość na temat zakłócania i fałszowania;
• Zapewnić, że temat awarii GNSS lub fałszowania zostanie uwzględniony w szkoleniu okresowym załóg lotniczych z podkreśleniem zidentyfikowanych scenariuszy operacyjnych w celu rozpoznania różnych przypadków zakłócania i fałszowania oraz szybkiego reagowania na nie;
• Ocenić ryzyka operacyjne i ograniczenia związane z utratą możliwości pokładowego GNSS, w tym wszelkich systemów pokładowych wymagających danych wejściowych z niezawodnego sygnału GNSS;
• Zapewnić, że ograniczenia operacyjne wprowadzone przez wysłanie statku powietrznego z niedziałającymi systemami radionawigacyjnymi zgodnie z MEL (wykazem wyposażenia minimalnego) zostaną wzięte pod uwagę przed rozpoczęciem jego użytkowania w dotkniętych obszarach;
• Zapewnić, na etapie planowania i realizacji lotu, dostępność alternatywnych konwencjonalnych procedur dolotowych STAR lub podejścia (np. gdy lotnisko w dotkniętym obszarze wyposażone jest wyłącznie w GNSS);
• W sprawie fałszowania kontaktować się z producentami samolotów lub sprzętu, aby uzyskać instrukcje dotyczące postępowania w takich przypadkach z ich produktami i wdrożenia zaleceń zawartych w SOP (Standard Operating Procedures).

Szczegółowe zalecenia dotyczące zakłócania GNSS dla operatorów lotniczych, w tym operatorów helikopterów:

• Zapewnić, aby załogi lotnicze i odpowiedni personel operacji lotniczych:
  - były świadome możliwego zakłócania GNSS;
  - weryfikowały pozycję statku powietrznego za pomocą konwencjonalnych pomocy nawigacyjnych, gdy loty wykonywane są w pobliżu dotkniętych obszarów;
  - sprawdziły, czy dostępne są pomoce nawigacyjne niezbędne do wykonania operacji na zamierzonej trasie i podejściu;
  - zachowały możliwość do wdrożenia (w stosownych przypadkach) procedury przylotu innej niż GNSS i informowania o takich przypadkach służb ruchu lotniczego; oraz
  - zgłaszały (AIREP) służbom ruchu lotniczego wszelkie zaobserwowane nieprawidłowości

Szczegółowe zalecenia dotyczące fałszowania GNSS dla operatorów lotniczych, w tym operatorów helikopterów:

• Zapewnić, aby załogi lotnicze i odpowiedni personel operacyjny:
  - były świadome możliwego fałszowania GNSS;
  - stale monitorowały pozycję statku powietrznego, korzystając z pomocy nawigacyjnych innych niż GNSS i wszystkich dostępnych obliczeń dokładności automatycznej nawigacji, w tym Estimated Position Uncertainty (EPU);
  - monitorowały czas GNSS w porównaniu ze źródłami czasu innymi niż GNSS;
  - ściśle monitorowały częstotliwości ATC w pobliżu obszarów fałszowania sygnałów;
  - stosowały instrukcje producenta dotyczące postępowania dla typu statku powietrznego w przypadku podejrzenia wystąpienia fałszowania:

1. gotowość do wybrania trybu HDG i manualnego wprowadzenia kursu lotu.
2. gotowość do poproszenia ATC o wektorowanie tak długo, jak będzie to konieczne.
3. gotowość do sprawdzenia i przejścia na alternatywne PNT, takie jak IRS i/lub dostępne urządzenia naziemne (Multi-DME i VOR/DME).
4. gotowość do nieuwzględniania sygnałów GNSS z dotkniętych obszarów.
5. gotowość do wyłączenia automatycznej aktualizacji INS/IRS.
6. zgłaszania (AIREP) służbom ruchu lotniczego wszelkich zaobserwowanych nieprawidłowości.

Producenci statków powietrznych i osprzętu powinni:

• wspierać operatorów lotniczych, udostępniając instrukcje dotyczące postępowania w przypadku podejrzeń fałszowania GNSS podczas korzystania z ich produktów.

Wszystkim zainteresowanym stronom przypomina się o ich obowiązkach zgłaszania wszelkich zdarzeń mających wpływ na bezpieczeństwo zgodnie z rozporządzeniem (UE) nr 376/2014.

Operatorom lotniczym przypomina się także o konieczności zgłaszania producentom statków powietrznych podejrzewanych zmian w systemie GNSS i przypadków zakłócania o podwyższonym ryzyku oraz wspierania ich dochodzeń poprzez dostarczanie odpowiednich informacji zgodnie z rozporządzeniem (UE) nr 965/2012, ORO.GEN.160 (b)
   
Więcej informacji można uzyskać kontaktując się pod adres: ADs@easa.europa.eu

Biuletyn bezpieczeństwa SIB 2022-02R1 opublikowany przez Europejską Agencję Bezpieczeństwa Lotniczego (EASA) dostępny jest tutaj (LINK)

Czytaj również:
Raportowanie zakłóceń sygnału GPS w ramach systemu zgłaszania zdarzeń lotniczych w ECCAIRS