No que pode ser o primeiro acidente de aviação civil envolvendo interferência de GPS, um Embraer 190 da Azerbaijan Airlines caiu em dezembro após supostamente ter sido atingido por destroços de um míssil antiaéreo explodindo perto de seu destino em Grozny. Embora pareça que interferência de GPS local contra drones estava ocorrendo, não se sabe se isso contribuiu para o acidente. No entanto, o bloqueio de sinais de navegação provavelmente não foi útil durante uma situação extremamente estressante para os infelizes pilotos, que morreram, junto com um comissário de bordo e 35 passageiros.

O bloqueio e a falsificação de sinais do sistema global de navegação por satélite (GNSS) continuam sendo um problema sério e, embora pareçam estar confinados a zonas de conflito, podem acontecer em qualquer lugar e em qualquer aeronave que use GNSS para navegação. O GPS é um tipo de GNSS, assim como outros sistemas, como o Glonass da Rússia, o Beidou da China e o Galileo da Europa. 

O spoofing ocorre quando um receptor GNSS é enganado para calcular uma posição falsa por um equipamento transmitindo do solo, o que pode mostrar a aeronave em um local diferente de sua posição real e solicitar que o sistema de navegação envie a aeronave para fora do curso desejado. O jamming bloqueia o recebimento dos sinais GNSS e essencialmente torna o receptor inútil até que o jamming seja desligado ou a aeronave saia da área.

O problema com spoofing e jamming não é apenas o efeito na capacidade de navegação da aeronave, mas no equipamento que depende de sinais GNSS precisos, de acordo com uma apresentação da FAA do início do ano passado. Spoofing e jamming também podem prejudicar sistemas de comunicação, incluindo satcom e comunicações de link de dados controlador-piloto (CPDLC); vigilância ADS-B e -C; sistemas de alerta e conscientização de terreno (TAWS) e sistemas aprimorados de alerta de proximidade do solo (EGPWS); sistemas de voo automático; e equipamentos de suporte, como bolsas de voo eletrônicas ou aplicativos para tablets. Os pilotos relataram falhas no piloto automático, avisos espúrios de EGPWS e TAWS e outros comportamentos anômalos da aviônica, como mudanças de relógio devido a jamming e spoofing.

A L3Harris Flight Data Analytics vem estudando atividades de interferência e falsificação depois que clientes de companhias aéreas e aviação executiva relataram problemas que observaram com alterações espúrias em informações de voo capturadas por dados de garantia de qualidade de operações de voo (FOQA) de gravadores de dados de voo a bordo.

“Começamos a ajudá-los a entender quais poderiam ser as causas potenciais naquele momento, com base em seu plano de voo”, explicou Mitesh Patel, gerente geral da L3Harris Flight Data Analytics. “Nossa função é analisar dados de voo vindos da aeronave, correlacioná-los com relatórios de pilotos e, então, tentar dar sentido a quaisquer eventos incomuns, qualquer coisa que pudesse ter comprometido a segurança do voo, para ajudar as companhias aéreas com seus processos de gerenciamento de segurança.”

Os clientes da L3Harris incluem companhias aéreas e operadoras de aviação executiva, como a Luxaviation. Os dados das companhias aéreas fluem em uma taxa muito mais rápida, com clientes de companhias aéreas registrando de 28.000 a 30.000 voos por dia, muito mais do que os clientes de aviação executiva da L3Harris. No entanto, os dados das operadoras de aviação executiva tendem a ser mais “agitados”, de acordo com Patel, porque voam para muito mais aeroportos que as companhias aéreas não usam.

Antes do influxo de eventos de interferência e falsificação começarem há cerca de 18 meses, havia relatos esporádicos, mas depois eles se tornaram mais prevalentes, ele disse, “especialmente em zonas de conflito. [Os clientes] queriam que analisássemos os dados com mais detalhes para entender o que estava causando esses problemas. Poderíamos detectar falsificação de GPS com base nos dados capturados nos gravadores de dados de voo?”

A equipe L3Harris escreveu algoritmos para analisar os dados para que os analistas pudessem ver onde a falsificação estava ocorrendo. Aeronaves mais antigas têm conjuntos de dados limitados, então uma combinação de extrapolação de dados e exploração de outras fontes de dados foi necessária, Patel explicou, “para tentar correlacionar esses itens de dados para ver se há algum desvio de um para o outro, o que poderia então potencialmente indicar uma falsificação ou uma situação de interferência”.

Por fim, ter essas informações permite que os operadores desenvolvam procedimentos operacionais padrão (SOPs) para lidar com interferência e falsificação e para atualizar o treinamento do piloto. “Então, quando isso realmente acontece na vida real, os pilotos estão mais preparados”, disse ele. “Eles podem identificar algo que está acontecendo e então correlacionar isso com seu treinamento para tomar as ações corretas.”

A L3Harris tem uma divisão de treinamento de pilotos e desenvolveu cenários de spoofing para programas de simulador de voo. “Nós os configuramos como avarias em situações de condições não normais. Então, elas seriam introduzidas durante um perfil de voo de um aeroporto para outro, introduzindo o fator de susto. Os pilotos lidam com isso e efetivamente os treina para que fiquem mais confiantes quando isso acontecer na vida real. Eles sabem exatamente como lidar com a situação e estão familiarizados com os SOPs e os procedimentos não normais também.”

Os dados que a L3Harris captura também dão suporte aos seus esforços para informar os clientes sobre onde é provável que ocorram interferências e falsificações, para que eles possam compartilhar essas informações com seus pilotos. Um cliente de uma companhia aérea usa essas informações para informar os pilotos sobre os riscos de interferências e falsificações e também para desenvolver rotas alternativas para evitar áreas de alto risco, explicou Patel.

“As empresas de aviônicos e OEMs estão trabalhando para encontrar soluções”, ele disse, “olhando para a criptografia de sinais de GPS, fornecendo mais antenas direcionais, várias maneiras de garantir que o sinal de GPS em si não seja comprometido. Já há muito trabalho em andamento em torno da mitigação de interferência e falsificação de GPS. Estamos trabalhando continuamente com nossos parceiros de companhias aéreas e clientes para apoiá-los ao longo dessa rota.

“Uma das áreas que me surpreendeu que foi afetada é CPDLC e FANS, porque eles têm carimbos de data e hora. Uma vez que os carimbos de hora do GPS são comprometidos, os sistemas que usam essas informações também podem ser comprometidos. Se os aplicativos que têm uma chave de licença que expira em uma determinada data, se uma data do GPS for alterada para um ponto em que uma licença se torna inválida, esses aplicativos potencialmente não podem estar disponíveis para os pilotos.”

Um problema que também pode ocorrer com uma mudança de data é que os dados registrados podem aparecer como um voo feito no passado ou no futuro, e os analistas precisam encontrar outros dados para recalibrar o voo para seus parâmetros adequados.

“É incrível como as aeronaves modernas são tão complexas e usam sinais de GPS para coisas que você nunca imaginou antes”, disse Patel.

Mitigando Jamming e Spoofing

A FAA emitiu um Alerta de Segurança para Operadores ( SAFO 24002 ) em 24 de janeiro de 2024, aconselhando os pilotos sobre operações em um ambiente com interrupção do GNSS. Em suas recomendações, a FAA pede que os pilotos avaliem o risco potencial antes da partida, incluindo a verificação de notams e a determinação se há procedimentos alternativos de chegada e aproximação no destino e aeroportos alternativos que usam fontes de navegação não GNSS.

Os operadores também devem consultar os fabricantes de suas aeronaves e aviônicos para obter conselhos específicos sobre como detectar e mitigar interferências e falsificações.

Durante o voo, a FAA aconselha: “Esteja atento a qualquer indicação de que o GPS/GNSS da aeronave esteja sendo interrompido; verifique a posição da aeronave por meio de auxílios de navegação convencionais, quando disponíveis; avalie os riscos operacionais e as limitações vinculadas à perda da capacidade do GPS/GNSS, incluindo quaisquer sistemas de bordo que exijam entradas de um sinal de GPS/GNSS; garanta que os auxílios de navegação essenciais à operação para a rota/aproximação pretendida estejam disponíveis; permaneça preparado para reverter aos procedimentos convencionais de voo por instrumentos; relate imediatamente a interrupção ao ATC, seguido de um relatório detalhado por escrito após o voo em: https://www.faa.gov/air_traffic/nas/gps_reports .”

Relatório de falsificação do OpsGroup

Em agosto passado, o provedor de consultoria de operações de voo OpsGroup reuniu um grupo de 950 pessoas de companhias aéreas, operadores de jatos executivos, organizações de controle de tráfego aéreo, reguladores, especialistas em GPS e organizações de aviação para estudar o problema de falsificação e, em setembro, publicou o “Relatório Final de Falsificação de GPS”. No relatório, o OpsGroup extraiu um documento de orientação da tripulação que expande o conselho da FAA e fornece instruções mais detalhadas sobre como se preparar e lidar com encontros de falsificação.

Embora o conselho tenha vindo de “melhores práticas coletadas da tripulação de voo que participa do GPS Spoofing Workgroup, bem como de OEM e outras contribuições de especialistas”, observou o OpsGroup, “nada aqui pretende substituir ou anular procedimentos da empresa, conselhos do OEM ou requisitos legais”.

Fonte: Matt Thurber • Editor-chefe / AIN