ジャミングとは、測位システム、特にGPS、Galileo、GLONASS、BeiDouなどのGlobal Navigation Satellite Systems（GNSS）で使用される信号に対する意図的または意図的でない干渉を指します。現代社会が正確な測位、ナビゲーション、およびタイミング（PNT）データにますます依存するようになるにつれて、ジャミングによってもたらされる脅威は、民間および軍事作戦の両方にとって、より深刻かつ広範囲になっています。スマートフォンのナビゲーションを妨害したり、航空の安全性を損なったり、軍事的な状況認識を低下させたりするなど、ジャミングはナビゲーションシステムの信頼性と機能性を直接損ないます。
衛星信号はどのようにして妨害されるのか？
GNSSベースのナビゲーションシステムの核心は、地球上空20,000キロメートル以上を周回する衛星から送信される微弱な信号に依存していることです。約-130〜-160 dBmの電力レベルで受信機に到達するこれらの信号は、非常に微弱であり、あらゆる形式のノイズまたは意図的な干渉に対して脆弱です。ジャミングは、これらの信号を同じ周波数でより強力な信号で圧倒することにより機能し、受信機が本物の衛星送信を検出することを困難または不可能にします。これにより、精度が低下したり、ロックが失われたり、サービスが完全に拒否されたりします。
ジャミングデバイス、またはジャマーは、洗練度と範囲が大きく異なります。低コストのポータブルジャマー（多くの場合、Personal Privacy Devices（PPD）と呼ばれます）は、オンラインで広く入手可能であり、半径数百メートル以内でGNSS受信をブロックできます。より強力な軍用グレードのシステムは、数キロメートルにわたってナビゲーションを妨害し、地域全体に影響を与える可能性があります。どちらの場合も、ジャマーはノイズまたは誤った信号を送信し、正当な衛星信号を覆い隠します。PPDは、追跡システムから車両の位置を隠すためによく使用されますが、その影響は個人にとどまらず、近くの航空機や重要なインフラストラクチャを妨害することもあります。
妨害の影響
ジャミングの影響は深刻です。航空では、GNSSジャミングにより、航空機が進入および着陸中に正確に位置を特定できなくなる可能性があります。パイロットは、多くの場合、同じレベルの精度または安全性を提供できない古いナビゲーションシステムに戻る場合があります。
海上運用では、ナビゲーションまたは港への進入にGNSSを使用している船舶がコースから外れ、衝突または座礁の危険性があります。陸上では、GNSSジャミングにより、ロジスティクス運用、緊急サービス、さらには交通管理システムが混乱する可能性があります。都市インフラストラクチャが正確なタイミングと位置データにますます依存するようになるにつれて、ジャミングは公共の安全に対する脅威を増大させています。
最新の武器、ドローン、車両、および人員はすべてGNSSベースのナビゲーションとタイミングに依存しているため、軍事作戦は特に脆弱です。
ジャミングは、敵の能力を低下させるために電子戦で頻繁に使用されます。たとえば、ジャミングは精密誘導弾を誤誘導したり、UAVが方向感覚を失ったり、GPSナビゲーションに依存している地上部隊を混乱させたりする可能性があります。これに対応して、多くの軍隊が、紛争環境での運用効率を維持するために、対ジャミング技術とバックアップナビゲーションシステムを開発しています。
ジャミングへの対策は？
ジャミングに対抗するために、エンジニアや研究者はますます堅牢なソリューションを開発しています。一般的な方法の1つは、対ジャミング機能を備えたGNSS受信機を使用することです。これらには、狭帯域フィルタリング、適応ビームフォーミング、ヌルステアリングアンテナ、および周波数ホッピング技術が含まれます。マルチ周波数およびマルチコンステレーション受信機は、複数の独立したデータソースに依存することにより、ジャミングに対する耐性を高めることもできます。高価値のアプリケーションの場合、慣性航法システム（INS）を統合すると、重要な回復力の層が提供されます。INSは、加速度計とジャイロスコープを使用して、外部信号とは独立して位置と方向を計算します。GNSS信号が妨害されると、INSは限られた時間、妥当な精度を維持できるため、GNSSが復元されるまでシステムは機能し続けることができます。
民間部門では、認識と規制が重要な役割を果たします。多くの国では、GNSSジャマーの販売、使用、および所持を禁止する厳格な法律があります。ただし、特にそのようなデバイスが広く入手可能であるため、執行は依然として課題です。当局は、信号監視ネットワークとスペクトル分析ツールを使用してジャマーを検出し、ローカライズし、多くの場合、干渉源を特定するためにモバイルチームを派遣します。小規模なジャミングでさえ、より広範な結果についての国民の意識を高めることは、偶発的な誤用を阻止するのに役立ちます。
ナビゲーションセキュリティの将来
ナビゲーションセキュリティの将来には、PNTソースの冗長性と多様性がさらに高まる可能性があります。GNSSとINSは、コアナビゲーションデータを提供します。代替システムは、バックアップまたは補完として機能します。これらには、eLoran、Visual Odometry、LiDAR、および天測航法が含まれます。GNSS信号が妨害または失われた場合に信頼性を高めます。
人工知能は、リアルタイムでジャミングを検出するのに役立ちます。機械学習アルゴリズムは、干渉パターンを認識できます。スマートシステムは、応答して迅速に適応できます。これらのテクノロジーは、ナビゲーションの中断に対する回復力を強化します。
ナビゲーションにおけるジャミングは、世界中の重要なシステムの完全性と安全性に対する深刻かつ増大する脅威となっています。衛星ナビゲーションへの依存度が高まるにつれて、耐障害性のある多層的なソリューションの必要性がかつてないほど高まっています。技術革新、規制の強化、運用上の認識を組み合わせることで、ジャミングのリスクを軽減し、電磁環境がますます厳しくなる中で、信頼性の高いナビゲーションを確保することが可能です。