GPS信号の妨害・改ざんを宇宙から可視化、ロシア西側国境付近で大規模な影響が判明

GPSの信号を妨害したり偽の位置情報を送り込んだりする攻撃がヨーロッパと中東で広がっている様子を、低軌道衛星「Pulsar-0」が宇宙から観測しました。特にロシアの西側国境付近や中東の紛争地域では信号の劣化が大きく、観測チームの予想を上回る規模だったとのことです。

'It's quite a bit more than we expected': Satellite reveals immense scale of GPS signal tampering | Space
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スマートフォンで目的地までの経路を調べたり、航空機が現在位置を確認したり、金融システムが正確な時刻を使って取引を処理したりといった日常生活のさまざまな場面で、GPSを含む衛星測位システムが使われています。アメリカが運用するGPSのほか、ヨーロッパのGalileoや中国のBeiDouなどを含めた衛星測位システム全体はGNSSと呼ばれています。

GNSSは測位だけでなく、ナビゲーションや時刻同期にも使われています。ところがGNSS衛星は地球から1万9000km以上離れた軌道を飛んでいるため、地上の受信機に届く信号は非常に弱くなります。そのため、強い雑音で本来の信号をかき消す「ジャミング」や、偽の座標を含む信号で受信機をだます「スプーフィング」によってGNSSの信号は妨害されてしまいます。

GPSの電波は超微弱 - GIGAZINE

ロシアの西側国境付近では、ウクライナのドローン攻撃への対策としてGNSS妨害が行われているとされており、地域上空を飛ぶ数万便規模の航空機に毎月影響が出ているとのこと。中東でもドローン攻撃をそらしたり、海上で違法な船舶の位置を隠したりする目的でジャミングやスプーフィングが使われていると報じられています。

こうした妨害を調べたのが、アメリカ・カリフォルニア州のスタートアップXona Space Systemsが開発した実験衛星Pulsar-0です。Pulsar-0は地球から約500kmの低軌道を飛ぶ衛星で、Xonaが計画する次世代測位衛星網「Pulsar」の技術実証機にあたります。PulsarはGPSなど既存のGNSSと連携しつつ、より強い測位・航法・時刻同期信号を提供することを目指すサービスです。

Pulsar-0にはPulsar用の機器だけでなく、GPS受信機も搭載されています。Xonaのチームが打ち上げから数カ月後にGPS受信機を動かしたところ、北アメリカ上空では良好な信号が得られた一方で、ヨーロッパ上空では明らかな異常が見つかりました。Xona共同創業者のカズ・ガニング氏は「妨害があるとは思っていましたが、予想よりかなり大きいものでした」と話しています。

以下はPulsar-0が観測した高度約500kmでのGNSS信号の劣化です。北欧からロシア・ウクライナ・トルコ・イラン・パキスタン付近にかけて大きく信号が劣化しており、赤く表示されていることが分かります。妨害が最も激しい地域ではPulsar-0の高度で受信したGPS信号の強さが通常の40dB前後から10dB程度まで低下していたとのこと。

イランのテヘランでの信号強度(薄い灰色の棒グラフ)は下図の通り。サンフランシスコ(明るい水色の棒グラフ)に比べて、信号強度の分布が10dB以上低い側に寄っていることが読み取れます。

低軌道衛星がGPSを失うと、地表の特定地域を撮影するための位置決定や、自分の位置の把握、地上アンテナへ正確に向きを合わせる動作が難しくなります。SpaceXのStarlinkのような衛星群も衝突回避にGPSを利用しており、GNSS妨害は地上のナビだけでなく人工衛星の運用にも波及します。

Xonaの開発している次世代測位衛星網のPulsarはGPSより最大100倍強い信号を使い、ジャミングやスプーフィングに対する耐性を高める設計とのこと。ガニング氏は、Pulsarのような強い信号を使えば既存の妨害装置が影響を与えられる範囲は従来の約5％に縮小できると説明しています。

Xonaは2026年10月に6機の衛星を打ち上げ、2027年初頭に基本サービスを始める計画です。Xonaの広報責任者マックス・ユーニス氏は、2026年末には時刻同期分野の初期顧客が断続的なカバー範囲でPulsarを利用し始める見込みで、衛星網が広がるにつれて利用できる分野も増えていくと述べています。