اختبار جمارتي: كيف تؤثر التشويش على أنظمة الملاحة في النرويج

في عالم يعتمد بشكل متزايد على أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية، يبرز اختبار جمارتي كأداة حيوية لفهم تأثير التشويش على هذه الأنظمة.

أهمية اختبار جمارتي

باختصار: أقلعت طائرة هليكوبتر إنقاذ نرويجية وطائرة صغيرة فوق أندوي في عام 2024، لكن المسارات الظاهرة لمستقبلات الملاحة عبر الأقمار الصناعية أظهرت قصة مختلفة. بدت الطائرة الهليكوبتر وكأنها تقوم بسلسلة من الانعطافات الضيقة والمتداخلة. بينما بدت الطائرة وكأنها تتتبع أنماط حادة وغير طبيعية في الهواء. لم تعكس أي من الشاشات المسار الفعلي للطائرة.

تأثيرات التشويش على الملاحة

تم إنشاء المسارات الزائفة كجزء من اختبار جمارتي، وهو تمرين سنوي نرويجي يدرس كيفية استجابة المعدات عند تعطل أو تلاعب إشارات الملاحة عبر الأقمار الصناعية.

يُعقد هذا الحدث في جزيرة أندوي، التي تبعد حوالي 300 كيلومتر شمال الدائرة القطبية الشمالية، ويجمع بين المهندسين والوكالات العامة والشركات التي تعتمد على أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية العالمية، أو GNSS.

أصبح هذا التمرين أكثر أهمية مع تزايد التدخلات الحقيقية في إشارات الأقمار الصناعية حول الحرب الروسية في أوكرانيا. واجهت طائرة تابعة لسلاح الجو الملكي البريطاني تشويشًا على نظام تحديد المواقع العالمي بالقرب من الحدود الروسية في مايو. وفي سبتمبر 2025، قالت وكالة النقل السويدية إنها كانت تتعامل مع التدخل يوميًا. كما حذر الخبراء في يونيو 2026 من أن الأقمار الصناعية الروسية قد أرسلت تشويشًا من مدارها، مما أدى إلى تعطيل إشارات GPS عبر أوروبا لفترة قصيرة.

التحديات التي تواجه البنية التحتية

تقدم الطيران المثال الأكثر وضوحًا للمشكلة لأن التأثيرات مرئية على الفور. ولكن يمكن أن يمتد التشويش على GNSS إلى ما هو أبعد من قمرة القيادة أو شاشة الخريطة. توفر الشبكات الفضائية مثل GPS بيانات الموقع بالإضافة إلى توقيت دقيق للغاية. يدعم هذا التوقيت شبكات الاتصالات، وشبكات الطاقة، وأنظمة النقل، والأسواق المالية، حيث يجب أن تظل الأنظمة متزامنة.

يستند اختبار جمارتي إلى إمكانية فقدان جهاز الاستقبال لذلك الإشارة أو، ما هو أكثر إزعاجًا، قبول إشارة زائفة. يطغى التشويش على الإشارة بحيث لا يمكن لجهاز الاستقبال استخدامها. بينما ترسل التلاعب إشارة مزيفة أقوى يمكن أن تجعل المعدات تبلغ عن موقع أو توقيت غير صحيح.

مخاطر التلاعب

الفرق مهم لمشغلي البنية التحتية. قد يتم اكتشاف فقدان مفاجئ لبيانات الأقمار الصناعية بسرعة، مما يسمح للنظام بالتبديل إلى توقيت احتياطي. يمكن أن يكون من الصعب اكتشاف التلاعب. إذا استمرت المعدات في تلقي ما يبدو أنه بيانات صحيحة، فقد توزع معلومات توقيت أو موقع غير دقيقة قبل أن يتعرف أي شخص على المشكلة.

في حدث 2024، أظهر هارالد هاوغلين، كبير مهندسي قياس الوقت والتردد في الخدمة النرويجية للقياس، وفريقه أن التلاعب يمكن أن يكون خطرًا بطيئًا. زادوا تدريجيًا من قوة إشارة التلاعب على مدار حوالي 40 دقيقة. مع زيادة قوة الإشارة المزيفة، تحركت شاشة الخريطة لموقع الاختبار بعيدًا عن موقعها الحقيقي ودخلت في البحر النرويجي.

كان الخطأ في الموقع سهل الرؤية. بينما تطلب قياس التأثير على الوقت إعدادًا مختلفًا. قارن الفريق بين ساعة متزامنة مع GNSS تعرضت للتشويش وساعة مرجعية متصلة بكابل ألياف بصرية إلى جهاز استقبال خارج منطقة الاختبار. تم تتبع الفرق بين الاثنين في نانوثانية، مما يكشف كيف يمكن لإشارة مُ manipulated أن تحرك ساعة بعيدًا عن الوقت الصحيح ببطء.

هذه مسألة تثير القلق بشكل خاص للأنظمة التي تحتاج إلى ساعة مشتركة للعمل. يمكن لشبكة الطاقة أو الشبكة المحمولة الاستمرار في العمل لبعض الوقت بعد فقدان GNSS، لكن قدرتها على القيام بذلك تعتمد على جودة معداتها الاحتياطية. يمكن للساعات المحلية، والمراجع الذرية، وروابط الألياف البصرية الحفاظ على توقيت دقيق، على الرغم من أن بناءها وصيانتها تضيف تكلفة.

استنتاجات اختبار جمارتي

السيناريو الأكثر صعوبة هو حدث التلاعب الذي يمر دون أن يلاحظه أحد. بدلاً من إجبار نظام على استخدام احتياطه، يمكن أن يستمر في تغذية النظام ببيانات خاطئة. مع مرور الوقت، قد يتسبب ذلك في مشكلة أوسع في التزامن عبر الشبكات المتصلة.

يهدف اختبار جمارتي إلى تحديد هذه الضعف قبل أن تظهر في تعطيل فعلي. يختبر المشاركون أجهزة الاستقبال التجارية والصناعية في بيئة مفتوحة، ثم يشاركون النتائج مع الحضور الآخرين. يختلف هذا النهج عن الاختبارات العسكرية الأمريكية الأكثر تحكمًا، حيث تكون المعلومات من التمارين أكثر تقييدًا.

تدرس النرويج وحكومات أخرى مقدار التكرار المطلوب مع تزايد التدخل في GNSS كميزة أكثر انتظامًا في بيئة الأمن. تعتبر الشبكات الزمنية المعتمدة على الألياف والساعات الذرية من بين الخيارات. تشير رقعة هاوغلين البيضاء إلى نظام وايت رابيت، وهو نظام تم تطويره في سيرن يقوم بتوزيع الوقت عبر الشبكات المعتمدة على الألياف البصرية بدقة أفضل من نانوثانية واحدة.

يمكن أن تقلل هذه الأنظمة الاعتماد على إشارات الأقمار الصناعية، لكنها لا تعيد إنتاج كل خدمة تقدمها GNSS. قال دانا جوارد، المؤسس المشارك لمؤسسة التوقيت والملاحة المرنة، إن الإجابة ستتطلب عدة طبقات من الحماية بدلاً من تقنية واحدة بديلة. “لا توجد رصاصة فضية، ولهذا تحتاج إلى مجموعة من الأنظمة”، كما أخبر بي بي سي.

تتطلب التحديات المتزايدة في مجال GNSS استجابة متعددة الطبقات لضمان استمرارية الخدمات الحيوية في وجه التهديدات.