همه چیز در مورد جی پی اس (GPS) جمینگ و اختلالات آن

اختلال در سامانه موقعیت‌یابی جهانی (GPS): تعاریف و پیامدها

سامانه GPS مخفف (Global Positioning System) حدود ۲۴ ماهواره فعال تشکیل شده که سیگنال‌های زمان و موقعیت ارسال می‌کنند تا دستگاه‌های گیرنده بتوانند با استفاده از زمان دقیق دریافت، مکان را محاسبه کنند. این فناوری ستون فقرات ناوبری در اپلیکیشن‌هایی مانند هواپیما، پاراگلایدر، سامانه‌های هواشناسی و زندگی روزمره مردم است. که اختلال در آنها مشکلات فراوانی ایجاد می کند
سامانه‌هایی نیز هستند که اختلالات GPS را رصد می‌کنند و می توانید متاطقی که دارای اختلال جی پی اس هستند را ببینید مانند وب سایت: GPSJam.org در ادامه مقاله بیشتر به آن می پردازیم و سامانه های دیگری را هم معرفی خواهیم کرد پس با ما همراه باشید

انواع اصلی اختلالات GPS عبارتند از:

• جمینگ (Jamming) یا ارسال پارازیت: در این حمله، سیگنال‌های مزاحم بسیار قوی در همان فرکانس GPS منتشر می‌شود تا سیگنال واقعی GPS را «خفه» کرده و گیرنده نتواند سیگنال ماهواره‌ها را دریافت کند. به عنوان مثال، دستگاه‌های ساده و قابل‌حمل جمر می‌توانند سیگنال‌های GPS را از کار بیندازند و از اتصال دستگاه جلوگیری کنند.
• اسپوفینگ (Spoofing) یا جعل سیگنال: در این حالت، سیگنال‌های GPS جعلی و غلط ارسال می‌شود به گونه‌ای که گیرنده را گمراه کند. دستگاه فریب‌خورده موقعیت‌های غلط روی نقشه نشان می‌دهد و حتی ممکن است ناوگان هوایی را در مسیر اشتباه هدایت کند؛ این حمله شناسایی آن دشوار است و در مواردی نظیر پهپادها و کشتی‌ها دیده شده است.
• اختلالات طبیعی و سیستماتیک: شرایط جوی مانند طوفان‌های خورشیدی، آشفتگی یونوسفر و تروپوسفر می‌توانند باعث تأخیر سیگنال‌ها و کاهش دقت شوند؛ همچنین خطاهای فنی معمول سامانه (مانند خطاهای اپمریز و ساعت ماهواره) از دیگر عوامل مؤثرند. برای مثال، تأخیر در عبور سیگنال از جوّ بالایی (یونوسفر) و خطای اندک در زمان سنجی ماهواره‌ای می‌تواند موقعیت‌یابی را صدها متر جابه‌جا کند. علاوه بر این، اثر چندمسیره سیگنال (بازتاب به موانع) و محدودیت سخت‌افزاری گیرنده (مثل نویز داخلی) نیز بخش‌هایی از خطاهای سیستماتیک GPS هستند.

تأثیر اختلال GPS بر اپلیکیشن‌های پروازی

اختلال در GPS می‌تواند کارکرد اپلیکیشن‌های ناوبری پرواز و هواشناسی را مختل کند. به عنوان مثال:

• اپلیکیشن‌های تخصصی پرواز مانند XCTrack و LiveTrack24 که مختص پاراگلایدر و هواپیمای سبک هستند، برای رهگیری مسیر و ارتفاع خود به داده‌های صحیح GPS متکی‌اند. در صورت قطع یا تحریف سیگنال، نقشه مسیر ذخیره‌شده مبهم می‌شود و ممکن است ثبت مسیر به تأخیر افتد یا اشتباه عمل کند. بنابراین، خلبان باید به سراغ سنسورهای جانبی (مثل فشارسنج برای ارتفاع) برود.
• سیستم هشدار ترافیک و موقعیت FLARM که در هواپیماها استفاده می‌شود نیز به داده‌های ماهواره‌ای متکی است. اختلال GPS می‌تواند داده‌های موقعیت هواپیماها را نادرست کند.
• اپلیکیشن‌های هواشناسی پروازی مانند Windy و Meteo-Parapente معمولاً برای نمایش نقشه‌های محلی و اطلاعات باد و بارش، به موقعیت مکانی کاربر متکی‌اند. در صورت عدم دسترسی به GPS، این برنامه‌ها نمی‌توانند مکان دقیق کاربر را تعیین کنند و اطلاعات هواشناسی مرتبط با آن منطقه را ارائه دهند.

تأثیر اختلال GPS بر زندگی روزمره

• نقشه‌ها و مسیریاب‌ها: اختلال GPS باعث می‌شود اپلیکیشن‌های مسیریابی داخلی (مثل نشان، بلد) و خارجی (مثل Google Maps) موقعیت را اشتباه نشان دهند. این موضوع گاهی حتی منجر به انتقال ناخواسته موقعیت کاربران در نقشه می‌شود.
• تاکسی‌های اینترنتی: اختلال GPS مسیر‌یابی رانندگان تاکسی‌های آنلاین را دچار مشکل می‌کند. به همین دلیل شرکت‌هایی مانند اسنپ، قابلیت جدیدی افزوده‌اند تا راننده در صورت اشکال GPS، موقعیت خود را به‌صورت دستی روی نقشه تصحیح کند.
• موقعیت‌یابی اضطراری: دستگاه‌های امداد (آمبولانس، پلیس، آتش‌نشانی) و تماس اضطراری نیز معمولاً به GPS متکی‌اند تا محل حادثه را بیابند. در صورت از کار افتادن GPS، سرویس‌های امداد ممکن است نتوانند مختصات دقیق محل حادثه را تشخیص دهند که می‌تواند در واکنش سریع تأخیر ایجاد کند.

رصد اختلالات GPS: نقشه GPSJam.org

وبسایت GPSJam.org ابزاری مبتنی بر داده‌های ADS-B هواپیماها برای شناسایی مناطق محتمل اختلال GPS است. در این نقشه:

هواپیماهای مجهز به ADS-B اطلاعات موقعیت و دقت ناوبری خود را ارسال می‌کنند. شبکه جمع‌آوری ADS‑B Exchange این داده‌ها را دریافت و پردازش می‌کند.

اطلاعات ۲۴ ساعت گذشته هواپیماها در مناطق مختلف بر روی نقشه به شش‌ضلعی‌هایی (هگزاگون) تقسیم و رنگ‌گذاری می‌شوند. هر هگزاگون بر اساس درصد هواپیماهایی که دقت ناوبری ضعیف گزارش کرده‌اند، رنگی می‌شود:

• سبز (بیش از ۹۸٪ با دقت خوب)،
• زرد (۲–۱۰٪ با دقت پایین)
• و قرمز (بیش از ۱۰٪ با دقت پایین).

اگر در منطقه‌ای درصد زیادی از هواپیماها موقعیت خود را ناصحیح گزارش کنند، هگزاگون آن منطقه قرمز خواهد بود.

مزایا: دید کلی از مناطق پرریسک ارائه می‌دهد و نشان می‌دهد که در چه مناطقی احتمالاً جمینگ یا اختلال ناوبری وجود دارد. پوشش جهانی داده با استفاده از پروازهای هواپیمایی و به‌روز رسانی روزانه.

محدودیت‌ها: نقشه تنها «آمار گزارش دقت پایین» را نشان می‌دهد و هر رنگ قرمز یا زرد لزوماً به معنی قطعی وجود جمر نیست. همچنین در مناطقی که هواپیمای در حال پروازی وجود ندارد (مانند مناطق جنگی)، داده‌ای ثبت نمی‌شود و رنگی نشان داده نخواهد شد.

سایر ابزارها و تحقیقات مرتبط

علاوه بر GPSJam، سامانه‌های زیر نیز اختلالات GPS را رصد می‌کنند:

• GPSwise (SkAI Data Services): نسخه نوین ابزار نظارتی بلادرنگ پس از GPSJam است که از داده‌های لحظه‌ای ADS-B شبکه OpenSky استفاده می‌کند. این سامانه «معتبرترین منبع رصد بلادرنگ اختلال GPS» معرفی شده و در دو نسخه رایگان و حرفه‌ای اطلاعات پایه و قابلیت‌های پیشرفته ارائه می‌دهد.
• مطالعات دانشگاهی و صنعتی: پروژه‌های تحقیقاتی مانند GPSPatron در اروپا سامانه‌هایی برای پایش و گزارش اخلالات GNSS توسعه داده‌اند؛ با این حال کمتر وبسایت عمومی مشابه GPSJam ارائه شده است.

توصیه‌های فنی و عملیاتی برای خلبانان پاراگلایدر

• استفاده از سامانه‌های چندگانه: گیرنده‌های GNSS چند ماهواره‌ای (مانند GLONASS، Galileo، BeiDou) مقاومت بیشتری در برابر اختلال دارند و کمک می‌کنند اگر GPS آمریکا اختلال داشته باشد از این سیستم‌ها استفاده شود.
• استفاده از سنسورهای داخلی: شتاب‌سنج، قطب‌نما و ژیروسکوپ گوشی یا دستگاه پرواز می‌تواند در صورت از کار افتادن GPS، سرعت و جهت حرکت را تخمین بزند. برخی اپ‌ها این سنسورها را ترکیب کرده و نوسانات ناگهانی را تشخیص می‌دهند.
• گیرنده مقاوم و الگوریتم ضد اسپوفینگ: استفاده از گیرنده‌هایی با توانایی تشخیص سیگنال‌های غیرطبیعی و قابلیت‌هایی مثل FEC کمک می‌کند در مقابل جمینگ بهتر عمل کنیم.
• تجهیزات پشتیبان: همراه داشتن نقشه‌های آفلاین (اپ‌هایی مثل Maps.me یا OsmAnd)، قطب‌نمای دستی یا الکترونیکی و دستگاه‌هایی با سنسور فشار (برای ارتفاع) ضروری است.
• هشدارهای نرم‌افزاری: اپ‌هایی مانند XCTrack قابلیت نمایش تعداد ماهواره‌ها و HDOP دارند. افت ناگهانی تعداد ماهواره‌ها یا افزایش HDOP نشانه هشدار است.
• هماهنگی زمینی و پشتیبانی: پیش از پرواز به تیم زمینی اطلاع دهید و اگر اختلال مشاهده شد، ارتباط را حفظ کنید تا در شرایط غیرمعمول بتوانید از کمک برخوردار شوید.

جمع‌بندی

در حالی که GPS ابزار اصلی ناوبری در پاراگلایدر است، بهره‌گیری از سامانه‌هایی مانند GPSJam.org و GPSwise امکان شناسایی مناطق پرخطر را فراهم می‌کند. با فراهم کردن گزینه‌های جانشین مثل استفاده از GLONASS و Galileo، تجهیز به آنتن‌ها و الگوریتم‌های مقاوم، و آماده‌سازی عملیاتی و زمینی، می‌توان ایمنی کاربران را به‌طور معنی‌داری افزایش داد.

برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه پاراگلایدر، بررسی تفاوت پاراگلایدر و پاراموتور، یا دسترسی به منابع آموزشی از آموزش پاراگلایدر، می‌تواند کمک زیادی به علاقه‌مندان کند.