İNSANSIZ HAVA ARAÇLARINDA GPS KARIŞTIRMA YÖNTEMLERİ VE ANALİZİ

Abstract

GPS (Global Positioning System) karıştırma tekniği, İnsansız Hava Araçlarının (İHA) kontrol sinyallerini veya veri aktarımını bozmak için kullanılan en temel yöntemlerden biridir. Bu yöntemde, İHA ile kontrol istasyonu arasındaki iletişimi sağlayan RF (radyo frekansı) sinyallerine geniş bantlı gürültü eklenmektedir. Bu, sinyal-gürültü oranını düşürüp iletişimi zorlaştırmakta veya imkansız hale getirmektedir. Özellikle otonom veya yarı otonom İHA'lar için, bu gürültü engelleme tekniği büyük bir risk oluşturabilir. Çünkü bu İHA'lar daha az insan müdahalesine gereksinim duyarlar. RF sinyallerine gürültü ekleyerek, İHA'nın alıcı tarafından gönderilen komutları doğru bir şekilde almasını engelleyebilir ve bu da İHA'nın güvenliğini tehlikeye atabilir. Gürültü engelleme ve GNSS engelleme gibi yöntemlerin etkinliğini azaltmak için farklı İHA'lar farklı iletişim teknolojileri ve güvenlik önlemleri kullanabilirler. Ancak, bu tür saldırılar hala ciddi bir tehdit oluşturmakta ve İHA'ların güvenliğini sağlamak için sürekli olarak gelişen savunma stratejileri ve teknolojileri gerektirmektedir. Bu çalışmada İHA'larda GPS karıştırma yöntemleri incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. GPS sinyal sistemleri bileşenleri ve çalışma yapısı incelenmiştir. GPS karıştırma yöntemleri araştırılmış ve bu yöntemler için simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Tez kapsamında Noise Jamming, Tone Jamming, Swept Jamming, Follower Jamming, Smart Jamming ve GNSS Jamming yöntemleri incelenmiştir. Öncelikle simülasyon ortamında bütün jamming yöntemleri modellenmiştir. Daha sonra farklı senaryolarda jamming yöntemlerinin performans değerlendirmesi yapılmıştır. Özellikle jamming katsayıları değiştirilerek GPS ve PSD grafikleri elde edilmiştir. Bir İHA'nın belirli bir lokasyonda hareketi simüle edilmiş, jamming yöntemleri sırasıyla uygulanmış ve rota sapma oranları hesaplanmıştır. Bu kapsamda; Follower Jamming ve Noise Jamming türlerinin GPS sinyalleri üzerindeki etkisi diğer jamming türlerine göre daha fazla olduğu gözlemlenmiştir.

GPS (Global Positioning System) jamming is one of the most fundamental methods used to disrupt control signals or data transmissions of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). This method adds broadband noise to the RF (radio frequency) signals that enable communication between the UAV and the control station. This reduces the signal-to-noise ratio, making communication difficult or impossible. This noise cancellation technique can pose a significant risk, especially for autonomous or semi-autonomous UAVs, as these UAVs require less human intervention. By adding noise to the RF signals, it can prevent the UAV from correctly receiving commands sent by the receiver, compromising the UAV's security. Different UAVs may employ different communication technologies and security measures to mitigate the effectiveness of methods such as noise cancellation and GNSS jamming. However, such attacks still pose a serious threat and require continuously evolving defense strategies and technologies to ensure UAV security. This study examines and compares GPS jamming methods in UAVs. The components and operational structure of GPS signal systems are examined. GPS jamming methods were investigated and simulations were conducted for these methods. This thesis examined Noise Jamming, Tone Jamming, Swept Jamming, Follower Jamming, Smart Jamming, and GNSS Jamming. First, all jamming methods were modeled in a simulation environment. Then, the performance of the jamming methods was evaluated in different scenarios. Specifically, GPS and PSD graphs were obtained by varying the jamming coefficients. The movement of a UAV at a specific location was simulated, jamming methods were applied sequentially, and course deviation rates were calculated. In this context, it was observed that Follower Jamming and Noise Jamming had a greater impact on GPS signals than other jamming types.