皆さんこんにちは！
ウクライナとロシアの戦争の長期化、イスラエルによるガザへの侵攻など
世界の紛争がいまだ治まる気配はありません。
そんな中、戦争の道具として利用されているのが『偽の衛星通信情報』です。
航空機の重要な情報に対する危機感とその対策は？
GNSS 妨害およびなりすましによる危険性の増大
ジャミングやなりすましの報告の多くは紛争地域からのもの
昨年、偽の信号が航空機のナビゲーションシステムを危険にさらしているとの報告
が黒海上の地域で急増しました。安全保障情報組織OpsGroupが最初に報告したこ
の報告書では、全地球測位衛星システム（GNSS）信号が誤っていたり妨害された
りして、米国の全地球測位システム（GPS）民間信号に影響を及ぼし、航空機ナビ
ゲーションシステムに欠落または不正確な位置情報が表示される原因になっている
と指摘されています。
最近では、OpsGroup メンバーが 1 月 29 日にイスラエルのベングリオン国際空
港 (LLBG) を出発した後、GPS スプーフィングに遭遇したと報告しました。
「これはFIR境界まで続きました。ATC は通知を受け、代わりに媒介物を [私たち
に] 提供しました。」
GNSS は、ポータブル GPS ユニットや航空機に搭載された受信機などの受信機に
情報を提供する、衛星ベースの位置、ナビゲーション、およびタイミング (PNT)
システムを指す包括的な用語です。米国の GPS はそのような GNSS の 1 つであり
他にもヨーロッパの Galileo（ガリレオ）、ロシアの Globalnaya Navigazionnaya
Sputnikovaya Sistema (Glonass)、中国の BeiDou、および日本とインドの地域
システムなどがあります。受信機は、複数の GNSS コンステレーションまたは 1
つだけの GNSS コンステレーションで動作するように作成できます。ほとんどの航
空機の GNSS 受信機は米国の GPS コンスタレーションのみを使用しますが、
GNSS 機能を備えた多くのポータブル GNSS 受信機および時計は複数のコンスタレ
ーションを利用します。
コンスタレーションとは、特定の方式に基づく多数個の人工衛星の一群・システム
のことです。複数の人工衛星によって隙間なく世界中の地域をカバーできます。
GPS 衛星配置イメージ（クレジット：Wikipedia)
GPS 妨害は比較的弱い GNSS 信号を圧倒するため、米国およびその他の多くの国で
は、GNSS を侵害することは法律違反です。スプーフィングはジャミングとは異なり
より巧妙で、受信機を騙して誤った位置を計算させ、航空機を目的のコースから外し
てしまう可能性があります。最新のアビオニクス製品の多くは GNSS に依存しており
妨害やなりすましにより、自動操縦がオフになるなど、ナビゲーションを超えた問題
が発生する可能性があります。
あるパイロットは、2022年12月3日にフェノム・パイロット・フォーラム（エンブラ
エル・フェノム100および300ジェット機を操縦するパイロット向け）に以下の投稿
を行っています。『 12月1日に私はOPLA（パキスタン・ラホール）を離陸しました。
約 1500 [フィート] のところで、GPS 妨害 (またはおそらくスプーフィング) に遭遇
しました。GPS の故障により AHRS の故障が発生し、最も重大なことに、HSI コン
パスが高速で回転し始めて使用できなくなり、自動操縦も故障しました。AHRSは回
復しませんでした。確かに、私たちは 200 ノット未満で翼を水平にして 5 分間飛行
しませんでした。私たちは空港に戻ることの方が心配でした。この状況では、携帯型
GPS デバイスも妨害されました。また、即座に TAWS 警告も受け取りましたが、
これを黙らせる必要がありました。このシナリオがどれほど混乱し、当惑させられた
かは強調してもしません。離陸、GPS 障害、TAWS 衝突警報、自動操縦の切断、
HSI コンパスの回転、すべてが同時に発生します。』
姿勢および方位参照システム( AHRS ) は、ロール、ピッチ、ヨーなどの航空機の
姿勢情報を提供する 3 軸のセンサーで構成されている機械です。AHRS は信頼性が
高く、民間航空機やビジネス航空機で一般的です。
なりすましレポートの増加
OpsGroupによると、GPSなりすましは拡大し増加し続けており、航空機の運航者
に影響を与えている偽信号の報告を50件近く受け取ったと同社は先に発表しました。
同団体は昨年9月に初めてなりすましに警鐘を鳴らし 、イラン国境近くのイラク上空
を飛行中の航空機が偽信号の標的にされたという十数件の報告を引用しました。
多くの場合、これにより航行能力が完全に失われます。
昨年の10月下旬、地中海東部、エジプト上空での作戦と、ヨルダンのアンマンへの
接近に関する報告が流入しました。これらの場合、航空機は、LLBG エリアから
212 海里離れているにもかかわらず、LLBG 上空で静止しているという誤った位置を
示しました。さらに最近の事件では、偽の信号でレバノンに向けて誘導されている
LLBG便が関係していたのです。
OpsGroup が引用した他の報告には、10 月 25 日の LLBG からの出発時に完全な
ナビ故障が発生したガルフストリーム G650 が含まれています。乗組員は、「ATC
はコースを外れていると忠告し、ベクトルを提供してくれました。数分以内に、推
定位置不確実性 (EPU) は 99 nm になり、FMS、IRS、および GPS 位置は信頼で
きなくなりました。ナビゲーションシステムは、現在地から225海里南にあると考
えていました。」同様に、ボンバルディア グローバル エクスプレスも LLBG から
の出発時に偽装され、ベイルート上空であると示される偽の GPS 位置を受信しまし
た。OpsGroupは、乗組員が「管制官は私たちが禁止区域に向かって飛行していると
警告した」と述べたと指摘しました。一方、カイロ FIR のボーイング 777 型機は、
航空機が LLBG 上空にあるように偽の位置を示す、30 分間にわたるなりすましに
遭遇しました。
OpsGroup によると、12 月 12 日、メンバーがボンバルディア グローバル 6500
を飛行中に OPLA 付近でなりすまし行為を行ったと報告しました。一方の FMS を
GPS 入力をオンにして、もう一方の FMS を GPS オフにして実行することにより、
乗組員は飛行機 75 を示す誤った GPS 位置を観察することができました。実際の
位置より北東 nm。ATCは乗組員に対し、彼らは実際には正しい軌道に乗っている
と告げました。
別のメンバーは、ミャンマー上空の VYYF/ヤンゴン FIR の航空路 A599 を飛行中
に GPS 妨害を報告しました。
OpsGroup の専門家が懸念しているのは、これらの問題が「アビオニクス設計の根
本的な欠陥の現実世界の発見である」ということです。GPS 位置信号が偽造された
場合、ほとんどの航空機はその策略を感知できません。」ナビゲーションの喪失が
発生する場合もあれば、偽の信号により「微妙で検出されない誤った追跡」が発生
する場合もあります。最悪の場合、その影響は深刻で、ATC ベクトルを必要とする
搭載ナビゲーションの完全な喪失、IRS [慣性基準システム] の故障、危険地域や敵
対空域への気づかれない軌道外航行などです。業界はこの問題になかなか対処せず、
GPS スプーフィングを検出して軽減する方法を見つけるのは航空乗務員だけになっ
ています。」
OpsGroup によると、なりすましのリスクを最小限に抑えるための重要な戦術は、
コックピット ディスプレイ (可能な場合) の EPU の突然の増加を監視することです。
スプーフィングは「ジャンプ」を引き起こすため、EPU 値は 0.1 nm から 60 nm
に、そして急速に 99 nm 以上にジャンプしました。さらに、乗組員は航行に関連
する EFIS 警告を受信する場合があり、一部の乗組員はそのまま推測航法モードに
移行します。もう 1 つの手がかりは、航空機の時計の UTC 時間の大幅な変更です。
報告の範囲は数時間の変更から最大 12 時間の変更まであります。OpsGroupは、
このような事態が発生した場合、乗組員は広範囲にわたる航行障害を防ぐためにで
きるだけ早くGPS入力の選択を解除し、従来型の航法装置に切り替え、問題を管制
官に報告すべきであるとアドバイスしています。
12月26日、貨物航空会社UPSはパイロットに対し、アゼルバイジャン空域および
黒海、紅海、地中海東部上空での妨害行為やなりすましについて警告する「会社
通知書」を送りました。「UPSはこの件に関してボーイングと連絡を取りており、
ボーイング、UPS、EASA、FAAによって積極的に監視されています。」Notam
（航空情報）は、「EGPWS の GPS 高度の汚染により、GPS スプーフィング中
または GPS スプーフィング後のいつでも、誤った EGPWS [強化された地上近接
警報システム] 警報が発生する可能性があります。」と警告しました。
FMC （フライトマネージメントコンプｰター）で GPS アップデートを無効にして
も、EGPWS をスプーフィングから保護することはできません。」UPSはパイロッ
トに対し、兆候の写真を撮り、事象報告書を提出するよう求めました。UPS公証人
は、「ボーイングは近い将来、特定のモデルに対応する最新の運航技術情報を発表
する予定だ」と述べました。
GPS妨害の危険性がある地域地図（クレジット：オプスグループ）
有効な手段は？
業界が取り組んでいるなりすまし攻撃のリスクを軽減する緩和策以外に、アビオニ
クス、特に迅速なアップグレードがはるかに簡単なソフトウェア無線機の認証プロ
セスを簡素化することがより良い選択肢であると考えています。
アビオニクスのアップデート
アビオニクス メーカーは GNSS 妨害とスプーフィングの問題をよく認識しており、
既存の機器と将来の製品の両方で軽減策に取り組んでいます。実際、RTCA DO-384
や FAA TSO C220 など、これらの問題に対処する新しい標準が存在します。
ノースロップ グラマンの Litef 部門は、さまざまな航空機メーカー向けに IRS を製
造しており、民間航空のプロダクト マネージャーであるクラウス ブラッター氏が、
これらのシステムがどのように機能するかについて背景を説明しました。
「慣性システムは GPS 情報を受信せず、（従来の設置における）慣性センサーの
測定値のみに基づいて位置を計算します」と彼は説明しました。「この位置情報は
GPSの影響を受けないため、なりすましや妨害の影響を受けません。ただし、この
純粋な慣性位置情報は、長期的には RNP/RNAV 要件を維持できるほど正確ではな
い可能性があります。GPS補正はFMS上で行われます。FMS は、IRS の修正された
位置情報を使用するか未修正の位置情報を使用するかを決定します。」
同氏は、現代のIRSは混合またはハイブリッドGPS/IRSソリューションを計算し、
それがFMSに提供されると付け加えた。「GPS が失われた場合 (つまり、電波妨害)
ハイブリッド ソリューションは慣性測定に基づいて位置情報を自動的に提供し続
けます。ハイブリッド ソリューションのステータス (GPS 拡張なしなど) も FMS
に提供されます。GPS 喪失後、特定の RNP/RNAV 動作をどれだけ維持できるかは
慣性システムの仕様によって異なります。通常、ハイブリッド ソリューションを
提供する慣性システムは、並行して純粋な慣性ソリューションも提供します。」
航空機メーカーがアビオニクスをどのように統合するかによって、GPS 入力が侵
害された場合にパイロットが GPS 入力をオフにできるかどうかが決まります。
「ハイブリッド ソリューションを備えた Litef の慣性システムでは、コマンドに
よって GPS 入力をオフにすることができます」と彼は言いました。「しかし、
コマンドがアビオニクスに実装されるかどうかはシステムインテグレーター次第
です。」
パイロットには、GPS 増強が失われたことを警告するとともに、GNSS 妨害につ
いて警告する必要があるとブラッター氏は説明しました。「スプーフィングは異
なります。ハイブリッド ソリューションを備えた慣性システムは、受信した GPS
データの妥当性チェックを実行できます。これらのテストでは、一貫性のない
GPS 信号が検出され、破棄される場合があります。ただし、これはスプーフィン
グの種類と品質によって異なります。たとえ不審なデータが最初に検出されたと
しても、スプーフィングされた GPS データは、再び一貫性があるように見えると、
再び有効であるとみなされる可能性があります。これは、なりすまし防止のレベル
が、妥当性チェックをどれだけ賢く実行できるかによって決まることを意味します。」
IRS向けの新しいRTCA DO-384性能基準は、妨害行為やなりすましに役立つと同氏
は述べました。
イラン国境付近を飛行していたボーイング 737-800 は、DME アップデートを使用して GPS スプーフィングとの遭遇をなんとか乗り越え、正確な位置を提供しました。©オプスグループ
高度なナビゲーション
Advanced Navigation は、なりすましのリスクを軽減できる慣性ナビゲーション
システムの開発に、異なるアプローチを採用しています。同社はEASA/IATAサミ
ットに先立ち、「航空業界などの重要な産業がGNSSスプーフィングの蔓延によっ
て混乱することはもはや可能性ではなく、確実である」と述べました。「幸いな
ことに、最新のテクノロジーを活用して最新の脅威に対抗することは選択肢のひ
とつです。したがって、この増大する懸念に対応できるシステムを評価し、迅
速に導入することで、影響を最小限に抑えるために民間部門が先頭に立ち続ける
ことが最も重要です。」
同社は、「独自の人工ニューラルネットワーク処理に基づくフィルタリングへの
新しいアプローチ」を採用したINSを開発しました。その結果、「GNSS が拒否
されたシナリオにおける非常に正確なナビゲーション機能と、誤ったまたは誤っ
た GNSS を検出して軽減するためのクラス最高の整合性モニタリング」が実現し
ました。
一般に、Advanced Navigation によると、PNT に依存する業界は、マルチ
GNSS ネットワーク受信機と高度な受信機自律整合性モニタリングを利用し、
人工ニューラル ネットワーク ベースの INS などの高度な整合性モニタリング
を備えた新しい INS を組み込む必要があります。また、規制当局と協力して新
技術の統合を加速する必要があります。同社は「安全基準を損なうことなく認証
プロセスを迅速化することで、航空機器が進化し続ける脅威に対する防御の最前
線であり続けることができる」と述べました。
EASA/IATAサミット
EASA と国際航空運送協会は 1 月にワークショップを開催し、GNSS 妨害とスプ
ーフィングに関するインシデント情報と救済策を共有しました。ワークショップは、
「航空機の正確な位置に関する情報を提供する衛星ベースのサービスへの干渉は、
航空の安全に重大な課題を引き起こす可能性がある」と結論付けました。
ワークショップの参加者は、GNSS によって提供される PNT サービスの復元力を
高めるためのいくつかの対策 (イベントのレポートなど、最終的には共通のデータ
ベースに送信する) について合意しました。航空機メーカーのガイダンスを運航者
に共有します。攻撃に関する EASA アラートを関係者と共有。従来の地上のナビゲ
ーション補助装置の最小限の運用ネットワークを備えたバックアップ システムを確
保します。
「[GNSS]システムに対する攻撃が急増しており、安全上のリスクが生じている」
とEASA事務局長代理のリュック・ティトガット氏は述べました。「EASA は、
これらの新しいテクノロジーに特有のリスクに取り組んでいます。私たちは直ち
にパイロットと乗組員がリスクを特定し、どのように反応して安全に着陸するか
を確実に把握できるようにする必要があります。中期的には、ナビゲーションお
よび着陸システムの認証要件を適応させる必要があります。長期的には、将来の
衛星ナビゲーション システムの設計に確実に関与する必要があります。このリス
クに対抗することが政府機関の優先事項です。」
EASA は、このトピックに関する安全情報速報も発行しました 。
GPSjam.org Web サイトには、干渉が急増しているエリアが示されています。
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