Потерянный в Иране RQ-170 и помехи GPS

Вспомним про штатовский беспилотник RQ-170, который оказался захвачен в Иране. Что касается автоматики и помех GPS. (Как пишут, именно постановка активной помехи сигналу GPS позволила “приземлить” сей секретный летательный аппарат.) Понятно, если связь ЛА с центром управления потеряна (заглушили), то аппарат переходит исключительно на автопилот. Кстати, сейчас даже готовые “коробочные” автопилоты (с поддержкой GPS, да), доступные энтузиастам-любителям, умеют осуществлять полёт по маршруту, заранее записанному в память бортового компьютера. То есть, не обязательно аппарату “ложиться в циркуляцию” и ждать восстановления связи. Пусть он летит себе на базу автономно.

Но самый интерес в другом: очевидно, что на борту есть инерциальная навигационная система. Если предположить, что действительно получилось военному GPS поставить активную помеху, уводящую координаты в нужном направлении, то ключевую роль будет играть то, каким образом несколько источников навигационной информации увязываются между собой бортовым компьютером ЛА. Если есть только инерциальная система и GPS, то при возникновении существенного расхождения между ними приоритет разумно отдать всяким гироскопам, поскольку они привязаны к более надёжным физическим основам. С другой стороны, условные гироскопы тоже могут поломаться (маловероятно, между прочим). Предположим, сигнал GPS постоянно используется для коррекции данных инерциальной системы. Тогда, если активная помеха построена таким образом, что действует в рамках типичного, допустимого, отклонения инерциального автопилота, возникает ситуация, позволяющая плавно увести аппарат куда требуется. При этом критического расхождения данных обнаружено не будет. Если действовать подобным образом, то уводящие “дельты” координат нужно вводить, так сказать, по одной из осей. Так проще не выскочить за пределы допустимой, с точки зрения ПО беспилотника, погрешности.

Впрочем, на борту аппарата может оказаться подробная карта местности, над которой он пролетает, и точный высотомер. Тогда к наведённым ложным сбоям инерциальной системы добавляется расхождение траектории с картой высот. Однако если ЛА пролетает над пустыней, то с изменением высот возникают понятные трудности. Да и вообще, не факт, что разработчики учитывают эти самые высоты подобным образом.

Может показаться, что для построения точной активной помехи нужна подробнейшая информация об устройстве данного конкретного беспилотника. В реальности же маловероятно, что разработчики ПО для секретного аппарата используют какую-то столь же секретную математику – алгоритмы систем автоматического управления похожи друг на друга, основа там общая, и наверняка использовали имеющиеся наработки. Если атакующая сторона с помехой несколько раз потренировалась, то у неё есть нужные калибровочные коэффициенты, полученные опытным путём. В общем, теоретически всё выглядит гладко.

Но относительно практики возникают, конечно, определённые сомнения. Может, там есть какая-то двойная игра и RQ-170 специально сдали? Посмотрим.

()

Похожие записки:



Далее - мнения и дискуссии

(Сообщения ниже добавляются читателями сайта, через форму, расположенную в конце страницы.)

Комментарии читателей блога: 31

  • 1. 28th December 2011, 22:41 // Читатель Jeff Zanooda написал:

    Да какая там двойная игра. Просто решили, что противник технологически отсталый, поставили радиоуправление для авиамоделей (благо off-the-shelf нынче модно), заменив только приёмопередатчик, а разницу в цене отправили в чистую прибыль.

    Надёжность никому не нужна – чем больше потери, тем больше будет следующий заказ.

    Вот китайцы удивятся, когда узнают, что секретная система управления ими же сделана.

    Помнится, на этом сайте меня раньше пытались убедить, что перехват видео с беспилотников не говорит о безалаберности разработчиков, и вмешаться в систему дистанционного управления неграмотные противники ну никак не смогут.

  • 2. 28th December 2011, 22:57 // Читатель arcman написал:

    > Помнится, на этом сайте меня раньше пытались убедить, что перехват видео с беспилотников не говорит о безалаберности разработчиков, и вмешаться в систему дистанционного управления неграмотные противники ну никак не смогут.

    И что не так?
    Чем помогла картинка?
    Противник способный дать уводящий сигнал явно грамотен.

    Защититься от такой “посадки” не сложно.
    Были не готовы, недооценили – бывает.
    Второго раза не будет.

  • 3. 28th December 2011, 23:44 // Читатель зашел в гости написал:

    “Просто решили, что противник технологически отсталый”

    Сильно сомневаюсь, что БПЛА делался специально “для Ирана”. Вероятные противники – КНДР, Китай и Пакистан, ну и РФ не стоит списывать со счетов. Совсем отсталыми эти страны я бы не называл. Затем, что мешает использовать шифрованный, стойкий к “спуфингу” P(Y)-code? Технология уже готова. Иранцы, конечно, могли забить частоту L2 помехами, а L1 заглушить “фальшивыми” сигналами, но… сами подумайте, потеря шифрованного сигнала говорит о том, что противник обладает системами РЭБ, и что НЕшифрованный сигнал ненадежен. Чтобы ТАК сильно пренебрегать безопасностью… возможно, конечно, но это нужно уж совсем работать спустя рукава. (см. о конкурентах ниже)

    “Надёжность никому не нужна”

    Неверная логика.
    Во-первых, большие потери всегда бросают тень на технику и ее разработчиков. А это значит, что следующий заказ уплывет к конкурентам. Свято место пусто не бывает. До бюджетного пирога все охочи, и у всех в структурах власти свое лобби имеется. На следующем конкурсе, будь то новые заправщики, ракеты или авионика, о потерях вспомнят. А нет – конкуренты освежат память.
    Во-вторых, даже если предположить, что потери выгодны “Локхиду”, то они точно НЕ выгодны ЦРУ, и руководящей верхушке в общем. За провалы и с должности могут снять, да и выборы на носу.

    И, наконец, насчет нешифрованного видео, вот цитата из документа ВВС США “Цoncepts of Оperations for Еndurance UAVs”:
    Both classes of the high altitude UAVs will be capable of encryption, while the Predator UAV is designed to operate with unencrypted datalinks.

    Шифровки видеосигнала с “Хищников” НЕ предусматривалось изначально. Это был компромисс между доступностью сигнала на поле боя и защищенностью:
    http://www.fas.org/irp/doddir/usaf/conops_uav/index.html
    написано, заметьте, в 1996-м(!) году. А жадная до сенсаций масс-медиа открыла Америку только сегодня.

  • 4. 29th December 2011, 02:02 // Читатель Jeff Zanooda написал:

    > что мешает использовать шифрованный, стойкий к “спуфингу” P(Y)-code?

    Жадность мешает. Наверняка поставили первый попавшийся под руку коммерческий GPS приёмник, который не знает про существование шифрованного сигнала. С ненаправленной антенной.

    > следующий заказ уплывет к конкурентам.

    Никуда он не уплывёт. Конкурентам надо будет с нуля начинать, инфраструктуру делать, операторов обучать. Проще Локхиду ещё денег дать, чтоб они эту дыру залатали.

    Проколы в безопасности как раз отличаются тем, что их невооружённым глазом не видно. На приёмных испытаниях летает, шифрование включено, придраться не к чему.

  • 5. 29th December 2011, 04:47 // Читатель зашел в гости написал:

    “Конкурентам надо будет с нуля начинать”

    Не с нуля. У конкурентов уже готовые прототипы есть. Взять хотя бы Боинговский Х-45, или Нортроповский RQ-4.

    вы упускаете из виду:
    1. конкуренцию. им тоже денег хочется, и там тоже специалисты работают.
    2. будущее компании. сиюминутная прибыль – одно, долгосрочная – другое, для нее работать надо, а не “первый попавшийся” приемник ставить.
    3. операторов – ВВС и ЦРУ. Им тоже нужно карьеру делать. Вряд ли они будут покупать заведомо плохую технику, а за проколы взгреют представителей “Локхида”.
    Можно, конечно предположить, что там все в сговоре, идет тотальный и бесконтрольный распил бабла, и что корпорации “проплатили” всех – от работников служны национальных парков до президента… Но это маловероятно.

  • 6. 29th December 2011, 07:07 // Читатель MIl написал:

    Версия о попилах весьма популярна в “патриотических” кругах

    Насчет калибровочных коэффициентов к инерциальноой пс – одно маленькое но – насколько часто инерциальной пс нужны корректировки? и как долго нужно создавать помехи?
    если это был не первый полет по маршруту а видео открытое
    то записав видео и подставив более мощным передатчиком можно оператору создать иллюзию что все уже прилетели домой пора садиться ГПС достаточно просто подавить.

  • 7. 29th December 2011, 12:01 // Читатель Bogdan написал:

    А мне кажется, что это банальная ошибка персонала. Ну не отключили системы аварийного приземления. В результате, вместо самоуничтожения машина аккуратно села.

  • 8. 29th December 2011, 12:32 // Читатель sarin написал:

    вроде он летал в горах. что впрочем не важно. ведь чтобы ориентироваться по рельефу местности должно иметься соответствующее ПО на борту БПЛА.

    и может эта мысль дикая, но откуда информация, что на его борту вообще имеется инерциальная система навигации? должна, конечно, быть. но с другой стороны при наличии GPS и без неё летать можно.

    кроме этого нельзя исключать вероятность того, что БПЛА сломался сам. а так же, что в результате атаки РЭБ в ПО БПЛА произошла непредвиденная ошибка и он совершил посадку.

  • 9. 29th December 2011, 16:18 // Читатель jno написал:

    Уж в чём, а в попилах/заносах/откатах Локхид понимает!
    Foreign Officials Corrupcy Act – их заслуга.
    Аж тут, в россиянии, изучаем кажный год, как правильно гаишнику взятку давать…

  • 10. 29th December 2011, 18:30 // Читатель зашел в гости написал:

    “Уж в чём, а в попилах/заносах/откатах Локхид понимает!”

    Не отрицаю. Коррупция существует везде, но это риск. Если коррупция у себя дома – то огромный риск. У “Боинга” тоже есть свои люди в Конгрессе и Пентагоне. И команда юристов тоже (результаты конкурса на авиазаправщики сумели оспорить в суде и отменить). Конкуренты друг за другом пристально следят, и вот так, внаглую все проплатить и впарить заведомо тухлый БПЛА вряд ли кому дадут. А если дадут, то потом используют это как козырь в борьбе за следующий кусок бюджетного пирога, и в “Локхиде” это прекрасно понимают. В этом весь смысл конкуренции (экономической, политической, академической – любой).
    И, наконец, слишком все это сложно. Если для обьяснения аварии с БПЛА (чего тут такого-то? самолеты падают, почему БПЛА упасть не может?) требуется целаю теория с настоящим научно-технологическим скачком в иранских ВС, с продажными американскими политиками и генералами, алчными менеджерами и халтурщиками-инженерами то … Это противоречит принципу “бритвы Оккама”, который призывает искать самое простое обьяснение: отказ двигателя, ошибка в программе, и т.д.

  • 11. 29th December 2011, 18:54 // Читатель зашел в гости написал:

    “насколько часто инерциальной пс нужны корректировки? и как долго нужно создавать помехи?”

    в этом-то и проблема. алгоритм работы системы навигации кроме разработчиков вряд ли кто знает. Привязана ко времени, маршруту, или тому и другому? Имеется ли инерциальная система? Каковы алгоритмы коррекции сбоев? И т.д., и это БЕЗ учета возможной системы помехозащищенности. Поэтому умную помеху нужно ставить непрерывно, с момента начала “кибератаки” до момента посадки ЛА. Аппаратура должна в реальном времени знать местонахождение БПЛА, непрерывно высчитывать “ложные” координаты, ведущие БПЛА не на аэродром в Афгане, а в заранее выбранное место, и транслировать эти координаты на нужных частотах, одновременно забивая помехами ВСЕ каналы управления и частоту военного сигнала GPS. Это все при условии, что аппарат с серьезными недоделками, и что американские системы электронной разведки полностью игнорируют Иран и не обнаружат ни помех, ни фальшивого сигнала GPS. Теория об “угоне” БПЛА, естественно, имеет право на существование, но, по-моему, в ней слишком много “если”, которые все должны сработать одновременно.

  • 12. 29th December 2011, 19:21 // Читатель Jeff Zanooda написал:

    > все в сговоре

    Нет, теории заговора тут не при чём. Это просто обычный капитализм в действии – каждый участник игры честно действует в своих шкурных интересах.

    > 1. конкуренцию. им тоже денег хочется, и там тоже специалисты работают.

    Где были конкуренты Кольта после Вьетнама? Кольт вежливо попросили исправить недостатки, и он продолжает делать M-16 для армии и морпехов по сей день. А проблемы были гораздо серьёзнее, из-за отказов M-16 были потери личного состава.

    > 2. будущее компании. сиюминутная прибыль – одно, долгосрочная – другое

    Спросите начальников Lehman Brothers или любого крупного банка, что они на эту тему думали несколько лет назад.

    > 3. операторов – ВВС и ЦРУ.

    Ну они-то не знают технические подробности вроде того, какой приёмник Локхид использует.

  • 13. 29th December 2011, 19:28 // Читатель зашел в гости написал:

    вот, еще один момент: RQ-170 – разведчик, изначально проектировался для полетов над территорией чужого, возможно враждебно настроенного государства. Т.е. обнаружение БПЛА и конфронтация с системой ПВО были лишь вопросом времени. Заказчики и разработчики аппарата не могли этого не знать. Есть ли в конструкции аппарата какие-либо устройства для предотвращения попадания в руки противника ценного оборудования и данных? Ведь даже сбитый зенитной ракетой ЛА может дать противнику массу информации. Исторический прецедент: U2 Фрэнсиса Пауэрса.

  • 14. 29th December 2011, 20:13 // Читатель зашел в гости написал:

    “каждый участник игры честно действует в своих шкурных интересах.”

    правильно, и все участники искоса поглядывают друг на друга, как стервятники. неверное движение (например, открытая взятка конгрессмену), и тебя разорвут на части.

    “А проблемы были гораздо серьёзнее”

    Проблемы были не так серьезны, как их раздули в СМИ. Затем, это были не столько технические недостатки самой винтовки, сколько сбой в бюрократической системе. Солдат банально не учили чистить оружие, и даже инструментов соответствующих не дали. Чисто организационный вопрос, не имеющий отношение ни к конструкции винтовки, ни к Кольту. Как только исправили ситуацию с порохом и обучили личный состав, количество сбоев резко упало, и стало нормальным для такого типа оружия и для среды его использования(джунгли). А был это 1967-й год, первая партия винтовок. Сейчас используется M16A2, она даже внешне отличается от оригинальной М-16. Винтовка, конечно, по надежности уступает АК(что НЕ уступает? лом, разве что), но она ДАЛЕКО не так капризна, как говорит “молва народная”. Точно такие же жалобы можно найти о пистолетах “Беретта”, пулеметах “FN Minimi” и другом оружии. Выходит, ВСЕ оружие в мире кроме АК – полное г%%%%? Сильно сомневаюсь.

    “Спросите начальников Lehman Brothers”

    по-моему, это как раз подтверждает МОЮ точку зрения: неверное движение, и кирдык, сожрут с потрохами. Погнались за короткими деньгами и переусердствовали. А конкуренты живы-здоровы! Так и с “Локхидом”: да, можно попробовать впарить откровенную халтуру, но потом ни одного заказа не получишь, и окажешься на свалке истории. Все это знают, и вряд ли кто будет намерено срезать углы там, где можно все сделать качественно (тем более, все технологии уже существуют), и без особых усилий.

    “Ну они-то не знают технические подробности”

    они заказчики: они платят деньги, и на их головы посыплются неприятности, если техника начнет отказывать. вряд ли боссы ЦРУ будут сидеть и пассивно ждать, пока упадет следующий БПЛА. Кому хочется портить себе карьеру? Быстро организуют слушания в Конгрессе, и наведут порядок.

  • 15. 29th December 2011, 21:32 // Читатель RedElf написал:

    Jeff Zanooda: это бесполезно) ПрофессиАНАЛов не переубедить, вернее, не получить их согласие на то что они были не правы. Иначе какие они пр-ы если ошиблись? Они будут до конца стоять на своем, даже когда сами убедятся что говорят ерунду.

  • 16. 29th December 2011, 22:59 // Читатель зашел в гости написал:

    RedElf,

    я изложил свои аргументы, Jeff Zanooda – свои. Вы, я вижу, сразу перешли на личности. Пожалуй, соглашусь с Вами: продолжать дискуссию действительно бесполезно.

  • 17. 29th December 2011, 23:13 // Читатель arcman написал:

    RedElf, вы с какой целью пишите?
    Унизить оппонента не приводя своих и не опровергая его доводов?
    Вы похоже перепутали технический ресурс, с более привычным для вас, политиканстким.

  • 18. 29th December 2011, 23:32 // Читатель зашел в гости написал:

    “Где были конкуренты Кольта после Вьетнама?”

    конкуренты никуда не делись. на замену карабинов М4 претендуют бельгийская FN SCAR, немецкая HK416, ремингтоновская ACR и другие. Кольт тоже представил свою модель, но я уверен, что подмоченную Вьетнамом репутацию M16 им припомнят еще не раз.

  • 19. 30th December 2011, 03:34 // Читатель Jeff Zanooda написал:

    Вьетнам был сорок лет назад. Если конкуренты Локхида будут настолько же агрессивны, как конкуренты Кольта, Локхиду ещё долго можно будет ничего не бояться.

    Конструктивные проблемы у M16 во Вьетнаме были, вроде отсутствия хрома в стволе и неправильного буфера. Почитайте The Gun Чиверса, там подробно расписано. Про “ненадёжность” современной M16 по сравнению с АК я говорить вообще не буду, это фигня полная. Разница в надёжности находится в пределах погрешности измерения.

    А про банки я говорил потому, что во всех них начальники сознательно шли на риски для достижения прибыли прямо сейчас. При том что на кону были гораздо большие деньги, чем цена одного-двух дронов. Потому что если бы не пошли, то акционеры их бы быстро переизбрали по результатам года. Начальники Локхида делают абсолютно то же самое, и такое поведение в данной ситуации объективно оптимально.

  • 20. 30th December 2011, 03:38 // Читатель Jeff Zanooda написал:

    > Есть ли в конструкции аппарата какие-либо устройства для предотвращения попадания в руки противника ценного оборудования и данных?

    Ну так он думал, что успешно на базу вернулся. С чего бы ему вдруг самоликвидироваться?

  • 21. 30th December 2011, 05:42 // Читатель зашел в гости написал:

    “С чего бы ему вдруг самоликвидироваться?”

    мне в общем интересно: есть вообще аппаратура для самоликвидации, или нет?

  • 22. 30th December 2011, 05:53 // Читатель зашел в гости написал:

    “the gun” добавлена в список “to read”, спасибо.

  • 23. 30th December 2011, 12:10 // Читатель arcman написал:

    Защита от “посадки” элементарна.
    При отсутствии связи дрон должен вернуться в район аэродрома, где должна появиться местная связь (не через спутник).
    При этом он должен оставаться на заданной высоте, которая должна быть сверена с высотомером.
    Если локальная связь не установится – подрыв.

  • 24. 30th December 2011, 17:03 // Читатель sarin написал:

    вообще в таком аппарате разных элементарных вещей многие тысячи наберутся.
    видать несколько из них оказались сделаны не совсем правильно.

    мне кажется, что описанная тут атака на дрон уж какая-то мудрёная. она рассчитана на дрон, который функционирует абсолютно правильно. но мне кажется, что такие атаки чем-то похожи на атаки компьютеров в интернете и базируются на каких-то ошибках в ПО.

    про дрон известно, что в нём содержится алгоритм аварийной посадки. следовательно задача атакующей стороны в том, чтобы инициировать исполнение этого алгоритма. сколько может быть путей достижения этой цели?

  • 25. 30th December 2011, 23:39 // Читатель Alatar написал:

    Что-то тут про гироскопы таких слов пишут, что мне становится страшно… С вашего разрешения, прокомментирую некоторые фразы

    >> С другой стороны, условные гироскопы тоже могут поломаться
    гироскопы как правило обвешаны таким количеством датчиков, что если они вдруг поломаются, незамеченным это не останется.

    >> и может эта мысль дикая, но откуда информация, что на его борту вообще имеется инерциальная система навигации? должна, конечно, быть. но с другой стороны при наличии GPS и без неё летать можно.

    Эм… А Вы вообще себе как представляете систему управления летательным аппаратом? Да он без пилота и ИНС и десяти метров не пролетит и GPS ему ну ни как не поможет, потому что ГНСС не предназначены для решения задач стабилизации и угловой ориентации.

    Что касается “насколько часто инерциальной пс нужны корректировки?” как правило корректировка вносится непрерывно. Погрешность простых ИНС может составлять порядка 1км зв час полёта.

  • 26. 12th January 2012, 16:16 // Читатель jno написал:

    Занятная статья попалась http://www.theregister.co.uk/2012/01/12/drone_consoles_linux_switch/

  • 27. 23rd June 2012, 20:26 // Читатель heferandrej написал:

    Драматическая переинициализация

    В Афганистане двое наводчиков-наблюдателей (канадцы) подсвечивали цель для наведения на нее бомбы. После сброса бомбы в GPS приемнике закончились батарейки. Расчет их быстро заменил. В результате ракета прилетела не туда. Причина проста. После подачи питания в прибор, переменные, отвечающие за координаты цели, автоматически инициализировались координатами текущего местоположения. Наводчики погибли от близкого разрыва.

  • 28. 24th June 2012, 18:26 // Читатель arcman написал:

    heferandrej, зачем вы выкладываете редкостную чушь, да еще и не по теме? Подсветка делается лазером, GPS при этом не нужен. Если же речь идет все таки о жпс, то координаты цели задаются задолго до пуска боеприпаса.
    Думайте почаще своей головой и учите мат часть.

  • 29. 25th June 2012, 17:55 // Читатель зашел в гости написал:

    arcman,

    возможно, не по теме, но такой случай действительно был лет 10 назад в Афганистане. под “дружественный огонь” самолета B-52 попал американский спецназ. использовался приемник GPS PLGR. Одна из функций прибора, о которой забыли операторы – это немедленное вычисление своих собственных координат после замены батареек. Показания прибора не перепроверили и передали на самолет, который сбросил по полученным координатам 2000-фунтовую бомбу JDAM.
    Не помню насчет PLGR (старый прибор), но на современных DAGR точно есть лазерный дальномер, позволяющий вычислять координаты цели относительно прибора. А загружать координаты в авиабомбы непосредственно перед сбросом американцы умеют уже давно.

  • 30. 25th June 2012, 21:59 // Читатель arcman написал:

    “- Правда ли, что академик Амбарцумян выиграл “Волгу” по лотерее?
    – Да. Только не академик, а футболист и не по лотерее, а в преферанс, и не выиграл, а проиграл, и не Волгу, а сто рублей.”

    А так всё верно, да. Случай был. В мире вообще миллионы различных случаев каждый день происходят.

    Вообще, рядом с этой байкой обычно публикуют ещё десяток таких же:
    http://www.anekdot.ru/an/an1206/o120619;1.html

    Можно вот каждую проанализировать и найти реальную историю стоящую за ней.

  • 31. 26th June 2012, 13:28 // Читатель jno написал:

    Надо бы туда же добавить байки про советский “Фобос-2” (НЕ россиянский “Фобос-Грунт”) и американскую АМС к Венере: глюк кодирования констант в Паскале и уродская запись оператора цикла в Фортран-4, соответственно.