Generating precise and homogenous orbits for Jason-1 and Jason-2

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Satellitennavigation - kritische
Infrastruktur von morgen
Prof. Dr.-Ing. Werner Enderle
Head of Navigation Support Office
ESA/ESOC
Global Navigation meets Geoinformation und ESNC 2015 | ESOC - 23.04.2015 | Page 1
Überblick
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Status Galileo
Kritische Infrastruktur - Definition
Infrastruktur Satellitennavigation – Heutiger Status
Infrastruktur Satellitennavigation - Risiken und Gefahren
Infrastruktur Satellitennavigation – wichtige Aspekte
Zusammenfassung
Status Galileo 1/2
In Orbit Validation (IOV)
• 4 Satelliten sind im Orbit
• Demonstration von Galileo ‚only‘ 3-D Positionierung und Timing
Final Operational Capability (FOC)
• Galileo Satelliten 5 und 6 wurden durch Probleme der
Raketenoberstufe in nicht nominalen elliptischen Orbit geliefert
• Fehlerhafter Orbit wurde teilweise korrigiert
• Signalperformance ist sehr gut
• Galileo Satelliten 7 und 8 wurden in korrekten Orbit abgeliefert und
befinden sich in einem stabilen Zustand
Status Galileo 2/2
Galileo Satelliten 5 und 6
Kritische Infrastruktur –
Definition in Deutschland
Kritische Infrastrukturen in Deutschland gemäß Definition der
Ressorts auf Bundesebene von 2003
Kritische Infrastrukturen (KRITIS) sind Organisationen oder
Einrichtungen mit wichtiger Bedeutung für das staatliche
Gemeinwesen, bei deren Ausfall oder Beeinträchtigung
nachhaltig wirkende Versorgungsengpässe, erhebliche
Störungen der öffentlichen Sicherheit oder andere
dramatische Folgen eintreten würden.
Quelle:
http://www.bbk.bund.de/DE/AufgabenundAusstattung/KritischeInfrastrukturen/kritischeinfrastrukturen_n
ode.html
Kritische Infrastrukturen –
Aufteilung in Deutschland
Infrastrukturen
SatNav relevant
Technische Basisinfrastrukturen
Energieversorgung
Ja
Informations- und Kommunikations- technologie
Ja
Transport und Verkehr
Ja
(Trink-) Wasserversorgung und Abwasserentsorgung
Ja
Sozioökonomische Dienstleistungsinfrastrukturen
Gesundheitswesen, Ernährung
Ja
Notfall- und Rettungswesen, Katastrophenschutz
Ja
Parlament, Regierung, öffentliche Verwaltung,
Justizeinrichtungen
Finanz- und Versicherungswesen
Medien und Kulturgüter
Quelle:
Nationale Strategie zum Schutz Kritischer Infrastrukturen (KRITIS-Strategie)
Zum Teil
Ja
Zum Teil
Definition gemäß EC
Kritische Infrastrukturen in Europa gemäß Definition der EC,
COUNCIL DIRECTIVE 2008/114/EC of 8 December 2008,
Article 2 (b)
‘European critical infrastructure’ or ‘ECI’ means critical infrastructure
located in Member States the disruption or destruction of which would
have a significant impact on at least two Member States. The
significance of the impact shall be assessed in terms of cross-cutting
criteria. This includes effects resulting from cross-sector dependencies
on other types of infrastructure;
Quelle: COUNCIL DIRECTIVE 2008/114/EC of 8 December 2008 on the identification and designation of European
critical infrastructures and the assessment of the need to improve their protection, Official Journal of the European
Union L 345/75, 23.12.2008
Kritische Infrastrukturen in Europa gemäß Definition der EC,
COUNCIL DIRECTIVE 2008/114/EC of 8 December 2008
• Identifikation der ECI obliegt den Mitgliedsländern
• Schutz der ECI obliegt den Mitgliedsländern
• Die Identifikation soll basieren auf:
•
•
Cross-cutting criteria
Sectorial criteria
•
Energie Sektor
•
Transport Sektor
• Für die Implementierung sollen verwendet werden:
Union L 345/75, 23.12.2008
Kritische Infrastruktur –
• Cross-cutting criteria
(a) casualties criterion (assessed in terms of the potential
number of fatalities or injuries);
(b) economic effects criterion (assessed in terms of the significance of
economic loss and/or degradation of products or
services; including potential environmental effects);
(c) public effects criterion (assessed in terms of the impact on public
confidence, physical suffering and disruption of daily life including
the loss of essential services).
• Sectorial criteria
The sectoral criteria shall take into account the characteristics of individual ECI
sectors.
Union L 345/75, 23.12.2008
Europäische Kritische Infrastrukturen
• Bei der Implementierung der Council Directive von 2008 zum
European Programme for Critical Infrastructure (EPCIP) gab es
Probleme
• Neuer Ansatz in 2013 für einfachere Implementierung - COMMISSION
STAFF WORKING DOCUMENT on a new approach to the European Programme for
Critical Infrastructure Protection Making European Critical Infrastructures more secure
(siehe Quelle)
• Vier Europäische Kritische Infrastrukturen wurden exemplarisch in
einer ersten Pilot Phase ausgewählt
•
•
•
•
EUROCONTROL
Galileo
Electric Transmission Grid
European Gas Transmission Network
Quelle: COMMISSION STAFF WORKING DOCUMENT on a new approach to the European Programme for Critical
Infrastructure Protection Making European Critical Infrastructures more secure, SWD(2013) 318 final, Brussels,
28.8.2013
Infrastruktur Satellitennavigation Heutiger Status – Verständnis des Autors
• Satellitennavigation ist heute Keine Kritische Infrastruktur in
Deutschland, Europa, USA, Russland und China
• Galileo ist kritische Infrastruktur in Europa aber bis dato noch nicht in
Deutschland
• GPS ist kritische Infrastruktur in USA
• GPS ist in den USA zwar nicht explizit als Kritische Infrastruktur erwähnt,
aber durch den militärischen Betreiber fällt die Infrastruktur per Definition
unter kritische Infrastruktur
• Für Russland (GLONASS) und China (BeiDou) sind dem Autor keine
Details bekannt, es wird jedoch davon ausgegangen, dass durch die
militärischen Betreiber der Systeme, die Infrastruktur unter Kritische
Infrastruktur fällt
Infrastruktur Satellitennavigation
- Risiken und Gefahren
Quelle:
Nationale Strategie zum Schutz Kritischer Infrastrukturen (KRITIS-Strategie)
• Jamming
• GNSS Signal wird unabsichtlich oder absichtlich gestört und kann
deshalb nicht verwendet werden
• Meaconing
• Aussendung eines falschen GNSS Signals, so dass der
Empfänger eine inkorrekte Position liefert
• Spoofing
• Übernahme der Kontrolle eines Receivers durch intelligente
Manipulation von GNSS Signalen
Jamming (Störsender):
• Einfacher Zugang zu GPS Jammer über Internet Privacy Protection Devices, Kosten < 50€
• Unabsichtliches stören der GPS Signale bei
vorbeifahrenden Fahrzeugen
• Funktions-Radius, abhängig vom Gerät > 30 km
• Besitz und Betrieb in den meisten Ländern illegal
• Herstellung und Vertrieb in den meisten Ländern
legal
Jamming (Störsender) Beispiele:
SVT news 03 May 2012:
NorthKorea jamm the GPS signal over SouthKorea. 300 Southkorea civil
aircraft report problem.
GPS Signals Jammed During Tank Trials, Lieutenant Colonel Lester W. Grau, US Army,
Retired, Based on 6 August 2000 reports in The Sunday Times of London, Agence France-Presse and the 25 September
2000 Elevtheros Tipos, Athens
•
•
In August 2000 the Greek government sponsored a tank competition —a
deal worth $1.4 billion for 250 tanks. Competitors included the British, US,
German and the French.
During the trials, the British and US tanks had navigation problems despite
using multiple GPS satellites to determine their positions precisely. After the
embarrassing performance, officials discovered that the GPS satellites were
being jammed.
GPS Spoofing:
GPS Spoofing:
PNNL asked the University of Texas at Austin if they
could Spoof a PMU. And they did it….
• www.radionavlab.ae.utexas.edu
– Wichtige Aspekte
• Differenzierung zwischen Galileo- und Infrastruktur
Satellitennavigation ist im Kontext von Kritischer Infrastruktur
und deren Schutz sehr wichtig
• Ob die Infrastruktur Satellitennavigation überhaupt als kritische
Infrastruktur in einem Land deklariert werden kann ist sehr
fraglich, da kein Eigentümer und Betreiber
• Satellitennavigation wird von den meisten Nutzern als gegebene
Infrastruktur betrachtet ohne die entsprechenden Risiken für die
jeweilige Anwendung zu kennen
• Die Verknüpfung von Satellitennavigation mit kritischer
Infrastruktur wird in Zukunft wesentlich enger und damit
komplexer werden
• Internationale Koordination und Kooperation ist absolut
notwendig - Beispiel:
–
•
International Committee on GNSS (ICG) organisiert durch UN
Zusammenfassung
• Der Begriff – Kritische Infrastruktur Satellitennavigation erscheint verwirrend und bedarf dringend einer Klärung
• Galileo ist heute in Deutschland noch keine kritische
Infrastruktur, sollte es jedoch in Zukunft werden und somit im
Rahmen des Galileo Security Regime geschützt werden
• Die Nutzung der Frequenzen und Signale der Infrastruktur
Satellitennavigation sollten durch entsprechende, gesetzliche
Rahmenbedingungen geschützt werden
• Monitoring von GNSS Signalen sowie die Detektion und
Beseitigung potenzieller Störer ist ein wesentlicher Bestandteil,
um die Infrastruktur Satellitennavigation zu schützten
• Es muss mehr Aufklärungsarbeit geleistet werden, um die
Nutzer zu informieren, welche Risiken für die jeweiligen
Anwendungen bestehen
Danke
Aufmerksamkeit
Thank für
youIhre
for your
attention
ESNC 2011 Kick- off at ESOC |Galileo - EGNOS| 14/04/2011 | Page 20

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