Los sistemas globales de navegación por satélite (GNSS), están constituidos por una constelación de satélites colocados en el espacio. Tienen como objetivo proporcionar información precisa sobre la posición y la hora a receptores en la Tierra. Esto permite proporcionar datos de posicionamiento, de navegación y de sincronización horaria, del inglés PNT (Positioning, Navigation, Timing).
Estos datos permiten a las aplicaciones de carretera determinar la ubicación exacta de un vehículo. También permiten a un servidor de tiempo sincronizar los relojes de una red local con gran precisión.
Existen varios tipos de GNSS: GPS en los Estados Unidos, Galileo en Europa, GLONASS en Rusia, Beidou en China, IRNSS en India y QZSS en Japón. Sus aplicaciones van desde la navegación cotidiana en los smartphones a las mediciones geodésicas complejas así como las operaciones militares.
La criticidad de la precisión horaria de los GNSS
Los satélites de los GNSS vienen equipados con relojes atómicos, imprescindibles para transmitir información horaria de alta precisión y son supervisados por estaciones terrestres. Una sincronización precisa entre los relojes de los satélites y los de los receptores es esencial. De hecho, la más mínima desviación genera inexactitudes significativas en la determinación de la posición del receptor de la señal.
Puesto que los satélites orbitan alrededor de la Tierra, la señal que emiten es muy débil al llegar a la Tierra, lo que abre la puerta a las interferencias. Además, el GNSS es un blanco «natural» de ciberataques en contextos militares, por ejemplo. Estas vulnerabilidades del GNSS se pueden clasificar en dos categorías principales: las vulnerabilidades no intencionales e intencionales.
Las vulnerabilidades del GNSS
- Las vulnerabilidades no intencionales
Se trata más bien de interferencias naturales o accidentales. Las interferencias naturales pueden causarse debido a fenómenos como erupciones solares, mientras que las interferencias accidentales se deben a menudo por equipos defectuosos.
- Las vulnerabilidades intencionales
La interferencia (del inglés jamming) consiste en mandar una fuerte señal de radio en las mismas frecuencias que las utilizadas por el GNSS con el fin de impedir la recepción de estas señales. La suplantación es un proceso más sofisticado: consiste en crear falsas señales para engañar al receptor sobre su posición real o la hora. Todos los GNSS se usan tanto en contextos civiles como militares. Así, existe un desafío estratégico en atacar el sistema para impedir su uso, o para desorganizar al enemigo. De hecho, el mapa de las interferencias GPS consultable en GPSjam.org es una reveladora visión de la situación geopolítica mundial.
Por otra parte, la interferencia y la suplantación de señales (GPS por ejemplo) tienen un impacto sobre la sincronización horaria de los relojes en redes locales, y esto independientemente del protocolo utilizado (NTP, PTP, etc.) ya que son los datos iniciales los que son inexactos. Por lo tanto, todas las aplicaciones indirectas que necesitan sellados de tiempo se ven afectadas.
¿Cómo paliar las vulnerabilidades GNSS?
Ante estas vulnerabilidades, se consideran varios enfoques para hacer que los GNSS sean más robustos y ofrecer una continuidad de servicios PNT a los usuarios, tales como:
- Utilizar varios sistemas de satélites de forma simultánea.
Por ejemplo, al utilizar los sistemas GPS y Galileo de forma simultánea, es posible hacer que su medición de tiempo y de ubicación sean más robustas.
- Mantener una sincronización precisa mediante el «holdover».
El «holdover» permite que un servidor de tiempo local mantenga una sincronización precisa. De hecho, genera una señal de sincronización basada en su propia base horaria y en la última señal válida recibida antes de perder la sincronización con GNSS. También es importante que el oscilador sea de buena calidad para responder a las exigencias más críticas.
- Implementar una instalación en múltiples sitios y con múltiples fuentes.
Los satélites difunden una señal global, que generalmente se interfiere localmente. Al instalar servidores de tiempo remotos, pero conectados mediante un enlace privado por cable, se puede detectar y corregir cualquier desviación debida a interferencias.
También se puede utilizar varias fuentes: un GNSS, una fuente accesible por radio e incluso un reloj local de alto rendimiento.
- Autenticar las señales GNSS.
Se trata por ejemplo de hacer el sistema más robusto contra las interferencias. El sistema de autenticación de la señal, llamado OS-NMA, permite a los receptores GNSS confirmar que la señal recibida es la que ha enviado el satélite.
Existen otros enfoques, pero todos se basan en los principios mencionados anteriormente.
Experto en gestión de tiempo y presente en más de 140 países, Bodet Time es el líder francés en sincronización horaria y tiempo frecuencia. Nuestros servidores de tiempo Netsilon permiten sincronizar una señal horaria precisa, continua y segura con todos los equipos de una red.
Además, una antena multiconstelación segura permite recibir señales de diferentes satélites, lo que garantiza una mejor disponibilidad de la señal horaria. Una antena segura resiste a las vulnerabilidades intencionales como la interferencia y la suplantación, a la vez que contribuye a mantener la integridad de la información horaria.
