Brief Analysis of GNSS and LNSS Vulnerabilities with the Focus on Spoofing for the Marine Autonomous Surface and Undersea Vehicles

Abstract

Positioning and navigation problems have proven to be well-developed in all areas of the Earth (on the surface of the lithosphere and hydrosphere, in the atmosphere, troposphere and stratosphere), except the hydrosphere. This article is devoted to the problem of a analysis of the state of the underwater positioning and navigation and practically the undeveloped problem of the underwater navigation safety. Here we restrict ourselves to analyzing the possibility of transferring the well-established GNSS technology to the underwater world. Unfortunately, GNSS signals attenuate very quickly in water, thus all GNSS-like technologies are of the local nature, based on the transformation of the electromagnetic wave of GNSS signals into an acoustic wave. Therefore, we use the term LNSS (Local Navigation Satellite Systems) to refer to this underwater technology.

Проблемы позиционирования и навигации хорошо зарекомендовали себя во всех областях Земли (на поверхности литосферы и гидросферы, в атмосфере, тропосфере и стратосфере), за исключением гидросферы. Данная статья посвящена проблеме анализа состояния подводного позиционирования и навигации и практически неразвитой проблемы безопасности подводного плавания. Здесь мы ограничиваемся анализом возможности передачи устоявшейся технологии GNSS в подводный мир. К сожалению, сигналы GNSS очень быстро затухают в воде, поэтому все технологии, подобные GNSS, носят локальный характер и основаны на преобразовании электромагнитной волны сигналов GNSS в акустическую волну. Поэтому мы используем термин LNSS (Локальные навигационные спутниковые системы) для обозначения этой подводной технологии.