Spoofing družicových navigačních systémů

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá problematikou spoofingu družicových navigačních systémů (GNSS), konkrétně systému GPS. Úvodní část práce je věnována obecnému přehledu GNSS systémů, jejich architektuře a principům určování polohy. Následuje podrobný popis struktury GPS signálů a jejich modulace. Hlavní část práce se zaměřuje na teoretický rozbor metod spoofingu a jejich praktickou realizaci pomocí softwarově definovaného rádia HackRF One a GNSS simulátoru gSim vyvíjeného na FEL ČVUT. V experimentální části byla provedena série testů, při kterých byl falešný GPS signál vysílán na komerční GNSS přijímače. Cílem bylo ověřit jejich reakci na různé úrovně falešného signálu a zjistit podmínky pro úspěšné provedení spoofingu. Výsledky ukázaly, že úspěšnost spoofingu závisí na mnoha faktorech, zejména na výkonu vysílaného signálu. Experimenty rovněž odhalily limity použitého vybavení a poukázaly na potřebu dalšího výzkumu pro přesnější stanovení podmínek efektivního spoofingu.

This bachelor thesis focuses on the issue of spoofing global navigation satellite systems (GNSS), specifically the GPS system. The introductory part provides a general overview of GNSS systems, their architecture, and positioning principles. It is followed by a detailed description of GPS signal structures and their modulation methods. The main part of the thesis deals with the theoretical analysis of spoofing techniques and their practical implementation using the HackRF One software-defined radio and the GNSS simulator gSim developed at CTU FEE. The experimental part includes a series of tests in which a fake GPS signal was transmitted to commercial GNSS receivers. The objective was to evaluate their response to various levels of fake signals and to identify the conditions required for successful spoofing. The results showed that the success of spoofing depends on several factors, particularly the transmitted signal power. The experiments also revealed the limitations of the used equipment and highlighted the need for further research to more precisely define the conditions for effective spoofing.