Melacak sumber interferensi GNSS kuat di langit Eropa

• Sumber interferensi GNSS berbasis antariksa telah menyebabkan puluhan kejadian interferensi area luas sementara yang kuat di benua Eropa, Greenland, dan Canada sejak 2019, bahkan memengaruhi pita GPS L1, sehingga menimbulkan kekhawatiran serius bagi sistem penerbangan, maritim, dan waktu presisi
• Dalam data stasiun referensi IGS 1Hz, CNR GPS L1 di banyak titik turun tajam secara bersamaan dalam resolusi sampling 1Hz, dan kejadian serentak di lokasi berjauhan seperti Finland, Italy, dan Greenland mendukung deteksi berbasis daya terima serta hipotesis penyebab berbasis antariksa, alih-alih satu sumber berbasis darat atau pesawat
• Pada data 165 stasiun referensi 2019~2026, ditemukan 75 hari dengan kejadian GPS L1 area luas ketika CNR di setidaknya satu titik turun lebih dari 5dB; bahkan setelah menambahkan 47 hari kejadian yang lebih lemah, distribusinya tidak banyak berubah dan menunjukkan pola yang terutama terjadi pada hari kerja dan jam kerja; jumlah hari kejadian berdaya tinggi/lemah tercatat {b:75,47}
• Pengamatan spektrum menunjukkan puncak interferensi berada di 1577.5 MHz, sekitar 2MHz lebih tinggi dari frekuensi pusat GPS L1 1575.42MHz, dengan lebar pita sekitar 5MHz; pada beberapa kejadian, burst di pita 1558.5 MHz muncul sesudahnya, tetapi kedua pita tidak aktif secara bersamaan
• Pengukuran CNR dan TDOA masing-masing memiliki keterbatasan, tetapi dengan menggabungkan daya terima dan perbedaan waktu kedatangan, kandidat dapat dipersempit, dan penyebabnya dapat diidentifikasi dengan andal sebagai gugus kecil satelit peringatan dini Rusia di orbit Molniya

---

Sifat masalah dan dasar observasi

• GNSS seperti GPS menyediakan akurasi posisi tingkat meter, akses global, operasi segala cuaca, dan operasi dalam keheningan radio, tetapi kinerjanya mudah menurun akibat interferensi disengaja seperti jamming dan spoofing serta interferensi alami seperti multipath dan pengaruh atmosfer
• Selama 5 tahun terakhir, gangguan GNSS di bidang penerbangan dan maritim meningkat tajam, dan ketika kehilangan atau kontaminasi GNSS memicu masalah pada subsistem hilir, hal itu dapat menimbulkan kegagalan berantai yang melampaui sekadar kesalahan navigasi atau waktu
• Objek analisis adalah data publik dari jaringan stasiun referensi International GNSS Service (IGS), khususnya data CNR GPS L1 C/A dari stasiun referensi yang menyediakan observasi GNSS laju tinggi 1Hz
• Sejak 2019, seluruh sinyal GPS L1 yang sedang dilacak di stasiun referensi di Eropa, Greenland, dan Canada mengalami penurunan CNR tajam singkat secara bersamaan, dan waktu mulainya sejajar dalam resolusi sampling 1Hz, yang mengindikasikan satu sumber interferensi
• Cakupan geografis penerima darat yang terdampak terlalu luas sehingga sulit dijangkau oleh satu sumber interferensi berbasis darat maupun pesawat, dan hal ini mendukung hipotesis penyebab berbasis antariksa
• GPS L1 adalah pita utama yang digunakan untuk penerbangan, maritim, dan waktu presisi di seluruh dunia, sehingga interferensi berdaya tinggi skala benua pada pita ini menimbulkan kekhawatiran serius

Metode deteksi berbasis daya terima

• Stasiun referensi IGS menyediakan observasi fase pembawa, pseudorange, Doppler, dan CNR dalam format RINEX, dan saat ada interferensi, CNR diperlakukan sebagai rasio carrier terhadap interferensi dan derau (CINR)
• Karena kejadian interferensi sementara biasanya berlangsung 3~5 detik, detektor menggunakan statistik diferensial berbentuk ξij[k] = 1/2(zij[k+l] - 2zij[k] + zij[k-l]) untuk menangkap perubahan CNR sebelum dan sesudah kejadian
• Statistik deteksi per stasiun referensi Λi[k] adalah rata-rata ξij[k] dari beberapa sinyal GNSS yang dilacak pada saat tersebut, dan interferensi diputuskan menggunakan varians yang diestimasi dari data historis serta ambang νi dengan laju false alarm konstan (CFAR)
• Pada segmen 15 menit di hari ke-160 tahun 2021, METG(Finland), MATE(Italy), dan THU2(Greenland) mendeteksi interferensi secara bersamaan di sekitar detik ke-700 dengan kondisi l=3 dan ambang probabilitas false alarm 10^-4
• Dalam deteksi seluruh stasiun referensi pada hari yang sama, mula-mula 21 stasiun mendeteksi kejadian berdaya rendah, lalu 58 stasiun mendeteksi kejadian yang lebih kuat, dan penurunan GPS L1 C/A CNR pada kejadian kuat mencapai maksimum 6dB di sekitar kawasan Baltic
• Deteksi interferensi lokal pada stasiun referensi individual bukan hal langka, tetapi kemunculan tanda penurunan CNR identik berdurasi sekitar 3 detik yang selaras waktunya di lokasi berjauhan seperti Finland, Italy, dan Greenland menunjukkan adanya sumber interferensi bersama

Pola waktu dan ruang 2019~2026

• Hasil analisis data 1Hz dari 165 stasiun referensi dari 1 Januari 2019 hingga 4 Mei 2026 menunjukkan bahwa terdapat 75 hari dengan kejadian interferensi GPS L1 sementara area luas ketika CNR turun setidaknya 5dB di minimal satu stasiun
• Dalam periode yang sama, ada 47 hari dengan kejadian interferensi sementara area luas yang lebih lemah, dan bahkan jika ini disertakan, distribusi menurut hari dan jam tidak banyak berubah
• Deteksi paling awal dari interferensi sementara area luas yang bermakna terjadi pada Oktober 2019, dan kejadian berdaya tinggi terutama terkonsentrasi pada hari kerja dan jam kerja berdasarkan UTC, yang mengisyaratkan kemungkinan keterlibatan manusia ketimbang fenomena alam acak
• Pada beberapa tanggal, kejadian berdaya tinggi terjadi beberapa kali dalam sehari, dan pada hari ke-146 tahun 2021, pola burst berdaya rendah diikuti burst berdaya tinggi terulang dua kali, dengan jarak antar kejadian kuat sekitar 32.6 menit
• Jeda antara burst berdaya rendah dan berdaya tinggi adalah 317 detik pada hari ke-160 tahun 2021, dan 115 detik untuk masing-masing dua kejadian pada hari ke-146 tahun 2021; waktu burst dalam satu hari biasanya periodik, dan burst besar sering terpisah pada kelipatan bulat 150 detik
• Secara spasial, stasiun referensi di Eropa terdampak paling besar, dan dalam hampir semua kejadian berdaya tinggi, kawasan Baltic mengalami penurunan CNR terbesar
• Penurunan CNR maksimum di seluruh kejadian adalah 10dB, tercatat pada stasiun referensi LAMA di Poland pada 2025, dan tidak ada gangguan serupa yang terdeteksi di wilayah lain dunia secara bersamaan dengan kejadian interferensi area luas di Eropa
• Pada hari ke-204 tahun 2020, pusat interferensi menunjukkan pola tidak biasa yang bergerak dari Baltic Sea melewati Germany ke Norwegian Sea selama sekitar 20 menit, yang bisa disebabkan gerak satelit, perubahan arah beam sumber interferensi, atau salah satu dari beberapa sumber satelit aktif

Karakteristik spektrum dan perbedaannya dari semburan radio Matahari

• Stasiun observasi RFI eksperimental di Gdynia, Poland mengumpulkan data spektrum menggunakan penerima GNSS u-blox F9P yang terhubung ke antena GNSS Trimble; karena rugi-rugi antara antena dan front-end penerima tidak diketahui, analisis difokuskan pada perbandingan PSD relatif, bukan daya terima absolut
• Pesan SPAN 1Hz dari penerima u-blox menyediakan nilai observasi spektrum tak berdimensi yang belum dikalibrasi, tetapi tetap cocok untuk perbandingan antar kejadian dan terhadap kondisi referensi tanpa interferensi
• Spektrum dari 48 kejadian interferensi kuat pada 2024~2025 menunjukkan bentuk yang konsisten, dengan puncak di 1577.5MHz, sekitar 2MHz di atas frekuensi pusat GPS L1 1575.42MHz, dan lebar pita sekitar 5MHz
• Bersama GPS L1 C/A, sinyal yang dilacak Galileo E1 dan BeiDou B1C/B1A juga mengalami penurunan CNR secara bersamaan selama kejadian interferensi, dan karena ketiga sinyal berbagi frekuensi pusat yang sama, besarnya penurunan per stasiun referensi juga saling berdekatan
• BeiDou B1I yang berpusat di 1561.098MHz menunjukkan penurunan CNR yang kecil tetapi terlihat pada kejadian kuat meski tidak tumpang tindih dengan spektrum interferensi 1577.5MHz, yang dapat ditafsirkan bahwa metode estimasi noise floor untuk pelaporan CNR pada penerima IGS sensitif terhadap interferensi di dekat L1
• Pada 15 dari 75 hari, setelah penurunan dan pemulihan GPS L1 C/A CNR, penurunan dan pemulihan CNR BeiDou B1I dengan skala serupa terjadi berikutnya, dan pengamatan pertama muncul pada Juni 2020
• Pola ini berarti sumber interferensi dapat menghasilkan sinyal di sekitar 1577.5MHz dan 1561.098MHz, dan sampel broadband mentah di Amsterdam, Netherlands pada Februari 2026 dengan jelas menunjukkan burst 1558.5MHz setelah burst 1577.5MHz
• Kedua pita interferensi tampaknya tidak aktif secara bersamaan, dan interferensi sementara area luas di dekat pita GPS L2 atau L5 belum pernah diamati
• Semburan radio Matahari juga dapat sangat menurunkan CNR GNSS di wilayah luas dan menyebabkan penurunan hingga 25dB di sisi Bumi yang tersinari Matahari, tetapi biasanya bersifat broadband, berkembang lebih lambat, dan penurunan CNR bertahan lebih lama
• Saat flare Matahari X5.1 dan badai geomagnetik tingkat G4 pada 11 November 2025, sinyal GPS L1·L2·L5 di stasiun referensi SUTM di South Africa semuanya terdampak, dan L2 serta L5 turun hingga 17dB selama ratusan detik, menunjukkan pola yang berbeda dari interferensi satelit sementara ini

Penyaringan dan identifikasi kandidat satelit

• Penyaringan awal kandidat satelit menggunakan Two-Line Elements (TLE) publik dari space-track.org, yang dipelihara United States Space Force untuk keselamatan operasi antariksa, dengan cara mencari objek yang berada di atas wilayah terdampak pada saat interferensi
• Estimasi posisi berbasis TLE memiliki akurasi sekitar 1km pada epoch dan menurun seiring bertambahnya umur TLE, tetapi cukup presisi untuk pengujian kandidat awal
• Jika suatu objek antariksa s memenuhi kondisi elevasi αis ≥ α0 pada semua stasiun referensi i yang mendeteksi interferensi, maka objek itu tetap menjadi kandidat, dan dengan kondisi ini ketinggian apogee minimum yang mungkin dapat dihitung
• Posisi berjari-jari minimum r* dapat diperoleh sebagai masalah optimisasi yang meminimalkan ||r|| sambil memenuhi semua kendala mask elevasi dari stasiun referensi pendeteksi, dan solusinya unik ketika α0 ≥ 0
• Stasiun referensi yang tidak mendeteksi interferensi sulit digunakan untuk memperketat wilayah kandidat tanpa mengetahui pola gain antena sumber interferensi, dan sumber yang memakai antena beam sempit bisa saja tidak teramati di banyak stasiun meski memenuhi kondisi elevasi
• Variasi spasial CNR saja tidak cukup untuk mengidentifikasi sumber interferensi secara unik, tetapi jika empat atau lebih stasiun darat menangkap sampel broadband mentah dari pita terdampak secara bersamaan, teknik perbedaan waktu/frekuensi kedatangan (T/FDOA) dapat segera mengestimasi posisi dan kecepatannya
• Dengan asumsi satelit penginterferensi terdaftar dalam katalog ephemeris satelit, dua stasiun referensi saja sudah cukup untuk mempersempit kemungkinan menjadi sejumlah kecil yang masih dapat dikelola
• Kerangka asosiasi yang menggabungkan pengukuran CNR dan perbedaan waktu kedatangan (TDOA) memungkinkan identifikasi yang andal bahwa sumber interferensi adalah gugus kecil satelit peringatan dini Rusia di orbit Molniya; jika disengaja, ini menandakan eskalasi kualitatif dalam interferensi GNSS pita GPS L1

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Menarik bahwa mereka bahkan bisa mengidentifikasi satelit tertentu. Sekarang setelah sumbernya diketahui, penasaran apakah ada sesuatu yang bisa dilakukan
  Saat mengerjakan proyek konstruksi di garis pantai Rumania, tepat di selatan Ukraina dan di perairan landas kontinen Polandia tepat di barat Kaliningrad, saya mengalami jamming GPS setiap hari

  • Jika jamming itu terjadi di dekat Kaliningrad, bukankah penduduk Rusia juga akan terdampak? Sepertinya begitu kecuali jika diarahkan dengan sangat presisi, dan kalau tujuannya menutup area luas, kecil kemungkinan bisa diarahkan sepresisi itu
  • Rusia terus melakukan jamming GPS terhadap UE
    https://www.bbc.com/news/articles/clyx3ly54veo
    Lucu juga melihat orang-orang di luar UE atau yang pro-Rusia berkomentar soal hal-hal seperti ini
  • Rusia menandatangani Outer Space Treaty (OST) pada 1967, jadi ini mungkin melanggar traktat itu atau traktat lain, dan mungkin bisa jadi dasar untuk respons atau pembalasan
    Satelitnya bisa diretas, atau diganggu operasinya lewat bentuk perang elektronik lain. Bisa juga ditembak jatuh dengan rudal. X-37B sedang berada di luar angkasa sekarang, dan kemungkinan bahwa salah satu alasan keberadaannya adalah untuk mengintervensi aset antariksa terasa cukup jelas, hanya saja tak ada yang mengatakannya terang-terangan karena ini proyek rahasia

• Video Veritasium terkait: https://www.youtube.com/watch?v=tz23G_UXCGA

  • Teori bahwa mereka memancarkan komunikasi di pita dekat GPS untuk menekan jamming terhadap sistem peringatan dini mereka terdengar masuk akal
    Tidak terlalu masuk akal untuk memamerkan kemampuan jamming GPS, karena aktor negara yang punya satelit militer di orbit pasti sudah mempertimbangkan opsi itu atau memang sudah punya kemampuan tersebut. Kalau begitu, gangguan ini kemungkinan adalah uji kapabilitas rutin atau komunikasi nyata, bukan?
  • Video itu tidak menyimpulkan kasus gangguan pesawat saat pendekatan von der Leyen ke Plovdiv, tetapi kalau saya ingat benar, itu mungkin kebohongan yang tidak disengaja
    Alasan von der Leyen sendiri atau juru bicaranya tidak mengakuinya adalah karena insiden itu akan memperlihatkan kurangnya pemahaman dasar tentang dunia dari von der Leyen dan orang-orang di sekeliling kantornya

• Agak menarik, dan tampaknya sangat mungkin terkait. Hari ini sekitar 5 drone laut Ukraina hanyut ke area lepas pantai dan sekitar Constanta, Rumania; salah satunya meledak di pelabuhan dan sisanya meledak di suatu tempat di sekitarnya
  Video suara ledakan besar di pelabuhan: https://youtu.be/Y8kdneBU_3Q?si=cr07TeMnxJTG-3TM&t=17
  Tidak ada kerusakan besar. Tampaknya pihak Ukraina kehilangan kendali atas drone-drone itu dan mereka sampai ke sana. Dugaan pribadi saya, perang elektronik Rusia mengganggu sinyal kontrol dan memicu jamming GPS sehingga mendorongnya sampai ke Constanta. Kalau itu disengaja, berarti perang elektronik Rusia melakukan sesuatu yang cukup hebat

• Ringkasan kesimpulan makalah: dengan menggabungkan beberapa teknik, mereka mengidentifikasi Cosmos 2546 (NORAD ID 45608) sebagai salah satu sumber interferensi dengan tingkat kepercayaan tinggi
  Analisis tambahan menunjukkan bahwa konstelasi satelit peringatan dini Edinaya Kosmicheskaya Sistema milik Rusia, tempat Cosmos 2546 berada, secara kolektif bertanggung jawab atas interferensi luas dan sementara yang menurunkan kualitas GNSS di seluruh Eropa sejak 2019

  • Selain itu, Cosmos 2546 diluncurkan pada Mei 2020, jadi tidak mungkin menjadi penyebab insiden interferensi yang terjadi pada 2019
    Juga, pada beberapa insiden interferensi setelah Mei 2020, Cosmos 2546 tidak berada di atas Eropa. Namun, untuk semua kejadian selama 75 hari pada tabel 1, selalu ada setidaknya satu satelit EKS pada elevasi 35 derajat atau lebih untuk semua stasiun referensi yang mengamati interferensi. Jadi, sangat mungkin bahwa insiden interferensi GNSS luas dan sementara yang diamati sejak 2019 disebabkan oleh keseluruhan konstelasi satelit EKS

• Saya tidak melihat pembahasan tentang berapa besar daya yang dibutuhkan untuk melakukan jamming di area seluas ini. Walaupun sinyal GPS yang berguna di permukaan bumi memang cukup lemah, bukankah satelit ini butuh daya tingkat kW?

  • Satelit itu memiliki panel surya beberapa kW

• Saya penasaran kenapa temuan spesifik ini disebut “jamming”. Yang ditemukan adalah transmisi burst yang relatif jarang di pita sekitar 5MHz, dan sesuatu yang tampak seperti cyclic prefix 12ms dengan interval yang terkait kelipatan 150 detik
  Rasanya ini bisa saja sinyal sinkronisasi atau data dekat frekuensi GPS L1, yang sebagai efek samping menurunkan CNR penerima GPS. Lagi pula cuma sekitar 10dB, jadi agak meragukan juga untuk menyebutnya “jamming”. Secara umum terasa seperti observasi ini terlalu dipaksakan agar cocok dengan niat besar tentang aktor jahat

  • Disebut jamming karena memang mengganggu

• Yang mengejutkan adalah ada orang yang terkejut melihat ini. GPS sangat rapuh
  Beberapa tahun lalu di AS, Ajit Pai sempat jadi berita karena punya ide brilian untuk mengizinkan layanan komunikasi yang disebut “5G” pada pita yang terlalu dekat dengan frekuensi GPS. Sepertinya urusan ini masih belum selesai: https://physicstoday.aip.org/news/new-5g-exemption-may-jam-g...

• Anehnya, baru dua hari lalu saya mulai membuat sistem dead reckoning, jadi timing-nya pas sekali

  • Jamming GPS sudah terjadi selama beberapa tahun, dan dead reckoning juga bukan konsep baru yang aneh-aneh
  • Di sebagian besar wilayah dunia, menara seluler lokal sudah memberi modul GPS sinyal referensi posisi yang lebih akurat
    Beamforming nirkabel tambahan pada sistem 5G+ juga membuat propagasi sinyal koheren terbatas, sehingga penyerang amatiran akan kesulitan melakukan jamming jarak jauh. Faktanya, para radio amatir sudah menangkap kapal-kapal Rusia yang mengganggu atau memalsukan lalu lintas pelabuhan lokal sejak beberapa tahun sebelum berbagai konflik internasional resmi dimulai. Tidak jelas apakah itu didukung pemerintah, atau cuma bagian dari berbagai metode penyelundupan seperti sejumlah kapal di pelabuhan Tiongkok yang menembakkan sinyal ke segala arah

• Jika ini adalah sinyal komunikasi di dalam pita GPS, mungkinkah ini sinyal kontrol untuk serangan rantai pasok perangkat lunak GPS?

• Ada juga peta real-time: https://gpsjam.org

  • Itu tidak terkait dengan artikel ini. Artikel ini membahas interferensi berbasis satelit