科技的進步已為各種威脅敞開了大門，尤其是在數位科技方面。

微弱的 GNSS/GPS 訊號容易受到干擾，這通常有會兩種情況：干擾或詐騙訊號。GNSS/GPS 干擾是指外部來源對頻率的干擾。它會導致接收器丟失定位訊息；第二種威脅是詐騙，是指利用偽造的 GNSS/GPS 訊號干擾接收器，藉由顯示錯誤的位置或時間來欺騙用戶。

GNSS/GPS 干擾器和現場測試

我們越來越常聽到有關干擾和詐騙 GNSS/GPS 訊號的情況發生，也因此業界對這類威脅的警覺正不斷地提高。所以，我們需要更努力地建構抗干擾和防詐騙的解決方案。

十多年來，專家們一直在受控環境（實驗室）中評估 GNSS/GPS 的抗干擾和防詐騙功能。然而，這些測試無法全面性地分析和涵蓋接收器在干擾或詐騙攻擊下的行為。為此，現場測試驗證是必要的；它們可用來彌補實驗室測試的不足。

戶外測試能夠：

‧ 在真實的用戶環境中找出典型干擾和詐騙訊號的特徵

‧ 驗證接收器的抗干擾和防詐騙能力

‧ 了解接收器在動態條件下，出現干擾和詐騙時，所表現的行為

這些驗證對於釐清實驗室與真實環境的落差至關重要，並可依此提高接收器的抗干擾韌性。

對工程師而言，由於 GNSS 頻段的保護，要跨出實驗室，到實際道路上進行測試是很困難的。除非有主管機構的特別許可，否則在 GNSS 頻段上廣播射頻訊號是不合法的。因此，很感謝挪威當局第二次舉行 Jammertest 2022現場測試。由於他們的努力，來自歐洲各地的 GNSS 製造商和其他技術供應商才能藉此機會進行測試。

現場測試

挪威北岸是Jammertest 2022的測試場域。一組專家與挪威當局一起開展了一項計畫，以評估正常大氣條件下的 GNSS/GPS 干擾和詐騙。

一百多人一起工作了一個星期，利用此密集的干擾和詐騙測試評估他們的設備。這項測試是在不同的道路以及不同的天氣條件下進行的，有三個主要區域被設定為干擾和詐騙頻段的場景：一個高干擾器測試區域，以及兩個低效干擾器測試區域。

圖一 : 現場測試

挪威通訊管理局或警方為此次活動沒收了很多 GNSS/GPS 訊號干擾器，其中有部分是在網路上找到的，雖然它們是不可以在公眾場合上使用的。

測試分為兩類：干擾場景和詐騙場景。干擾測試又進一步分為兩組：具有 CW 和 PRN（BPSK 調制）干擾訊號的高效干擾器和低效干擾器（頻寬掃描型）。至於詐騙測試，專家們考慮了兩種類型：基本攻擊和進階攻擊。基本攻擊包括透過評估一個給定的位置和時間來詐騙 L1 C/A 衛星訊號。進階攻擊則涉及不同時間範圍（時間區間、頻率區間或假閏秒）下的同步戶外 GPS L1詐騙訊號。

表一顯示在一星期的實驗期間，所採用的不同類型測試和規範。

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i 專家重複所有測試兩次，首先使用 CW，然後使用 PRN （BPSK）

ii 在 Bleik 附近駕駛

iii 在 Grunnvatn 進行了一次寬鬆的測試，使用未在第 1 部分使用的干擾器

iv 在 Grunnvatn 附近駕駛

v 可以到處開車

結果

在這些條件下繞著 Andoya 行駛並克服障礙（例如在記錄活動時也同步訊號），以便能更了解接收器在干擾和詐騙期間的行為。在為期一週的測試期間，得到的主要觀察結果為：

一、由於訊號處理和緩解技術，接收器展現出堅韌性，提升了位置和時間的可用性。

二、提升位置和時間可用性的最重要因素是，對多個頻段和感測器數據的處理，如下列所示：

1.當具有感測器數據（DR）的單頻接收器丟失 GNSS 定位/訊號時，它仍然可以透過 DR 提供位置和時間訊息。

2.當多頻接收器丟失了受干擾頻段的訊號時，它仍然可以根據第二個頻率提供 GNSS 定位/訊號。

圖二說明在 L1 頻段上，有高效 GNSS 訊號干擾器（20 W）進行長時間干擾的場景。該圖顯示了為估計位置、速度和時間，每個頻段所使用的訊號數量。

圖二 : 在 L1 頻段上，有高效 GNSS 訊號干擾器（20 W）進行長時間干擾的場景。

訊號數量的減少可對應至接收到的干擾功率，主要是由與干擾器的距離而定。干擾源附近沒有來自 L1頻段的訊號，L2 頻段接收受到大量干擾（20 W 發射功率）的影響。儘管如此，即使在此情況下，接收器也可以偵測到至少四個衛星訊號，以提供準確的位置、速度和時間解決方案。

三、在大多數情況下，即使在高效干擾期間 ，干擾也不會顯著影響位置和時間的準確性，更不用說基本干擾了。

圖三顯示了其中一輛車輛在測試期間為獲取訊息而遵循的軌跡，車子是行駛在開闊的Bleik鄉鎮。在此情境中，車子首先迎向干擾器，然後再遠離它。

圖三 : 在Bleik 周圍進行動態、有高效干擾器的測試結果

u-blox ZED-F9P接收器在整個測試期間均能有不錯的準確度，因為當干擾器導致 L1 GNSS/GPS訊號丟失時，接收器能使用 L2 訊號進行導航，在干擾期間，仍能有可接受的準確度約為6公尺（街道寬度）。

以u-blox F9平台為基礎的系列模組，除了內建抗干擾和基於感測器的防詐騙技術外，並具備IMU 數據、數位式車速資訊和車輛動力學，即使在無法取得 GNSS 服務的情況下，也能實現精確可靠的定位和車輛姿態（attitude）預估。

結論

測試中所使用的規範和時間範圍，使參與者能夠更了解接收器，在真實環境中面臨干擾和詐騙時的行為表現。經由此測試，技術開發人員可以獲得相當豐富的結論。對u-blox來說，這是在真實環境中，評估目前 GNSS 接收器的韌性的絕佳機會。我們還同時獲得提高未來裝置安全性的洞見—這也是我們在發展產品時，最關注的一個層面。

（本文作者Philipp Richter為u-blox資深系統架構師）