Ya sea en la logística, el transporte, la agricultura, las finanzas, la industria, la defensa o la seguridad, el GPS garantiza la precisión de dos variables capitales: el posicionamiento geográfico y la medida del tiempo.
El primer satélite GPS se puso en órbita en 1978 y la cobertura mundial se completó en 1995. Hoy la señal GPS se basa en una constelación de 31 satélites que en cualquier parte del mundo permite tener al menos cuatro satélites a su alcance en todo momento. Los satélites GPS se encuentran en órbitas circulares a una altitud de 20,200 kilómetros.
Un satélite consta de cuatro relojes atómicos, sincronizados y trazables, que sirven de referencia a miles de millones de usuarios. El cronometraje por GPS es tan preciso que se ha convertido en una pieza clave de la industria mundial. Por ejemplo, las centrales eléctricas modernas dependen de esa sincronización para modificar, adaptar y seguir la demanda de potencia y ajustar la producción de energía.
Además, los mercados financieros mundiales también dependen del GPS para registrar miles de millones de transacciones diarias en apenas unos milisegundos.
Las señales GPS son, por tanto, una infraestructura esencial, pero muy vulnerable. En primer lugar, por amenazas naturales, como las erupciones solares del verano de este año, que perturbaron la ionosfera, impidiendo el paso de las señales GPS. Estas tormentas son cada vez más frecuentes. El Sol ha entrado en un nuevo ciclo, con un pico de actividad previsto para 2025-2026. Una gran erupción solar puede dejar fuera de servicio varios satélites, temporal o permanentemente.
Además, el GPS está expuesto a todo tipo de amenazas de origen humano, desde interferencias hasta piratería informática e incluso ataques militares.
Hasta la fecha no se han producido ataques militares contra los satélites GPS. Sin embargo, los incidentes aumentan, tanto los intencionales como los no intencionales. Según el proyecto Strike3, una iniciativa europea para limitar la exposición del continente al “riesgo GPS”, solo en abril de 2018 se detectaron más de 21.000 interferencias en las comunicaciones aeroportuarias en los ocho principales aeropuertos europeos. De ellas, 1.141 fueron identificadas como interferencias deliberadas (*).
Un ciberataque espacial puede generar perturbaciones, provocar la pérdida de datos o incluso de un satélite o una red de satélites. Al hacerse con el sistema de mando y control de un satélite, un atacante puede alterar su órbita, interrumpir las comunicaciones o inutilizar su electrónica. Como en la mayoría de los ciberataques terrestres, el atacante podría utilizar servidores cautivos sin dejar ningún rastro.
Conscientes de la fragilidad del sistema, Rusia, la Unión Europea y finalmente Japón y China han creado sus propias constelaciones de satélites: Glonass en 1993, Galileo en 2011, QZSS y Beidou en 2018 respectivamente.
Por ello, la denominación GPS, propia del sistema estadounidense, tiende a sustituirse por el de GNSS (Sistema Global de Navegación por Satélite).
Guerra en la cuarta dimension
Los ejércitos contemporáneos dependen del GPS, ya sea para la geolocalización, el guiado de misiles o la navegación en el mar o en el aire. Los proyectiles de artillería “inteligentes”, así como los cohetes Himars, gracias a su guiado por GPS, son capaces de alcanzar con una precisión de menos de 2 metros un objetivo situado a varias decenas o incluso cientos de kilómetros de distancia.
Por lo tanto, a muchos ejércitos les interesa desarrollar sistemas de interferencia. Se trata de emitir una señal más potente en la misma banda de frecuencias que el GPS para perturbar su señal. Los dispositivos apenas cuestan unas decenas de euros y se utilizan para robar vehículos, por ejemplo. Tienen un alcance de unas decenas de metros, mientras que los militares pueden interferir o incluso interrumpir las señales GPS a varios cientos de kilómetros.
En 2003, durante la agresión militar contra Irak, la empresa rusa Aviaconversiya suministró al ejército irakí dispositivos de interferencia de la señal GPS, de menos de 8 kilos de peso y 200 kilómetros de alcance.
Corea del norte realiza periódicamente interferencias dirigidas a aviones surcoreanos, tanto civiles como militares. Según la Autoridad de Aviación Civil de Corea, varios cientos de aviones civiles pueden ser blanco de ataques cada mes.
La interferencia es básicamente una operación relativamente fácil, ya que las señales GNSS son débiles en comparación con las que emiten los inhibidores. La señal de un GPS puede compararse con el ruido que hace una cigarra, mientras que el atasco por interferencias es similar al de un avión a reacción.
El apagón GPS: vuelve el sextante
Rusia dispone de equipos de interferencia anti-GPS y armas antisatélite extremadamente sofisticados. Anteriormente ha interferido las señales GPS de la OTAN en una amplia zona, concretamente en el Ártico, durante los ejercicios militares de 2018.
El año pasado Rusia destruyó uno de sus satélites en el espacio y podría hacer lo mismo con todos los satélites GPS de Estados Unidos. En Ucrania interfieren regularmente las señales GPS en una parte del teatro de operaciones. Sin embargo, este bloqueo no es completo. ¿Por qué Rusia, que ha realizado grandes inversiones en sistemas de guerra electrónica capaces de cortar comunicaciones y señales en un amplio espectro, no ha cortado aún la señal GPS en Ucrania?
La razón principal es que las propias tropas rusas necesitan el GPS. Los receptores GPS están muy extendidos y son mucho más baratos y fáciles de usar que los receptores Glonass. Prueba de ello son los aviones de combate rusos derribados que llevaban receptores GPS civiles pegados a sus paneles de instrumentos.
Además, Ucrania sigue utilizando grandes reservas de armas de la época soviética, a las que la guerra electrónica no les afecta.
Sin embargo, los ejércitos de la OTAN llevan años preparándose para un escenario de interrupción completa y prolongada de los sistemas de posicionamiento y navegación por satélite: el apagón GPS.
La OTAN simula guerras de alta intensidad en un entorno con comunicaciones degradadas. A lo largo de varias semanas o meses, se produce un fallo del GPS y los ejércitos de la OTAN estudian soluciones alternativas para mantener su potencia de fuego: disparar misiles sin GPS y utilizar el sextante como instrumento de navegación en el mar.
Los ejércitos occidentales recurren a redes de seudosatélites, o seudolitos, a través de antenas terrestres, con el fin de crear un sistema de localización para un cierto teatro de operaciones, a diferencia del GPS, que es de carácter mundial. Este tipo de sistema es más resistente y también mucho más barato de implantar.
Para proporcionar redundancia al GPS han renacido sistemas más antiguos, como el sistema de navegación astroinercial, que se utiliza en algunos aviones estadounidenses, como el avión espía BlackBird SR71. Aunque menos preciso que el GPS, el ANS permite la geolocalización y el geoposicionamiento con una precisión de 100 metros.
Ahora Darpa trabaja en otra tecnología, llamada ASPN (All-Source Positioning and Navigation). Se trata de utilizar señales de oportunidad, como la radio, las estaciones base y la televisión, para posicionarse.
Por su parte los británicos también trabajan en un sistema de navegación llamado Navsop (Navigation via Signals of Opportunity), basado en principios idénticos.
(*) https://www.gpsworld.com/gnss-research-summary-of-strike3s-first-year/