🔲 💴 🤸 التدخل في أنظمة الملاحة الساتلية العالمية ⛹🏿 🤘🏻 💸

تمت كتابة هذه المقالة نظرًا لأنه من الصعب جدًا العثور على هذه المعلومات في قسم اللغة الروسية على الإنترنت ، ويجب جمعها في اللغة الإنجليزية شيئًا فشيئًا. أنا أعمل في تطوير أجهزة استقبال الملاحة ، وخاصة مناعة الضوضاء. تحتوي هذه المقالة على برنامج تعليمي صغير حول الملاحة على هذا النحو ، حول البناء النموذجي لأجهزة الاستقبال ، وكذلك حول التدخل الرئيسي وتأثيرها. إذا تبين أن هذا الموضوع مثير للاهتمام بالنسبة لعائلة الحروب ، فسيتم كتابة متابعة حول الأساليب المختلفة لمكافحة التدخل وفعاليتها.

الجزء 2

ما هو GNSS؟

أنظمة الملاحة الساتلية العالمية - أنظمة راديو معقدة مصممة لتحديد الموقع ومزامنة المقاييس الزمنية ومهام رسم الخرائط وتحديد المواقع بدقة والبناء والمهام الزراعية وغيرها الكثير. يتألف النظام العالمي لسواتل الملاحة من نظام فرعي للمركبة الفضائية (SC) ونظام فرعي للتحكم ونظام فرعي للمستهلكين.

في الوقت الحالي ، يعمل اثنان من أنظمة GNSS بالكامل - GPS (نظام تحديد المواقع العالمي) و GLONASS (نظام الأقمار الصناعية العالمي للملاحة). كما دخلت أنظمة من الاتحاد الأوروبي والصين والهند في مرحلة النشر.

ميزة إشارات GNSS هي طاقة منخفضة جدًا على سطح الأرض ، أقل ضوضاء. ويرجع ذلك إلى انخفاض طاقة الإشارة المنبعثة من المركبة الفضائية (حوالي 60 واط) والمدى الطويل (حوالي 20000 كم). ومع ذلك ، وبسبب استخدام إشارات النطاق العريض ، باستخدام معالجة الارتباط ، يمكن الكشف عن إشارات المركبات الفضائية والتقاطها.

بناء استقبال نموذجي

إذا لم تدخل في التفاصيل (وكانت المقالة لأغراض إعلامية فقط) ، فيمكن تصوير جهاز الاستقبال كما في الصورة أعلاه: هوائي ، ومسارات تناظرية ورقمية ، بالإضافة إلى واجهة معينة ونظام طاقة. تتضمن مهام مسير الهوائي التضخيم الأولي للإشارة وتخصيص نطاقات التردد اللازمة. في المسارات التناظرية ، يحدث تضخيم متعدد وانتقاء (أخذ عينات التردد) ونقل تردد.

في المسار الرقمي ، يتم رقمنة الإشارة ، مع المزيد من معالجة الإشارات متعددة القنوات ، حيث لكل إشارة قمر صناعي قناتها الخاصة. في المستقبلات الحديثة لمثل هذه القنوات ، يوجد بالفعل حوالي مائتي إمكانية لإمكانية التشغيل المتزامن مع جميع أنظمة GNSS وتصحيح الأنظمة الحالية والواعدة. وتجدر الإشارة على الفور إلى أنه في معظم الأحيان ، يتم استخدام 1-2 بت عند رقمنة الإشارة. وبالتالي ، يتم تقليل نسبة الإشارة إلى الضوضاء بشكل طفيف ، ولكن يتم تبسيط الارتباطات بشكل كبير.

بعد اكتشاف الأقمار الصناعية ، يبدأ التتبع بالحل التالي لمشكلة التنقل ، أي إيجاد إحداثيات وتعويض ساعة المستقبل.

ما التدخل هناك؟

يمكن أن يكون التدخل إما من أصل طبيعي أو يتم الحصول عليه نتيجة للنشاط البشري. والثاني مقسم إلى غير مقصود ومنظم. يمكن إعطاء التصنيف الموجز التالي:

1. التداخل الذي يهدف إلى تدمير رسالة الملاحة
2. الانتحال (تقليد كوكبة السواتل)

بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقسيم الأول من خلال عرض النطاق الترددي للتداخل في النطاق العريض (نطاق التردد يمكن مقارنته بنطاق إشارة الملاحة المهاجمة) ، وكذلك النطاق الضيق.

تختلف طرق التعامل مع هذا التداخل اختلافًا كبيرًا وللتشغيل الموثوق للمعدات في التصميم يجب أن يوضع في الاعتبار إمكانية التعرض لجميع الثلاثة.

تأثير التدخل

أعلاه هو أبسط جهاز تشويش ضيق النطاق ، والذي يمكن طلبه من الصين لعام 2000r. يمكن أن يؤدي هذا الجهاز بسهولة إلى تدهور أداء أجهزة الاستقبال في دائرة نصف قطرها ~ 50 كم ، ونزع سلاحها تمامًا في دائرة نصف قطرها ~ 5 كم. ويرجع ذلك إلى كيفية تأثير التداخل بالضبط على جهاز الاستقبال:

1. ظهور تشويه متناسق في المسار التناظري لجهاز الاستقبال. هذا يؤدي إلى حقيقة أنه بدلاً من تداخل واحد في نطاق التردد يظهر عدة ؛
2. عند تطبيق 1-2 بت عند رقمنة إشارة ، يتم قطع ضوضاء النطاق الضيق في اتساع إلى تعرج (نبضات مستطيلة) ، يليها تشبع الطيف مع التوافقيات بواسطة الضوضاء.
3. هناك انهيار في تتبع السواتل في حلقات تتبع تأخر الشفرة وتتبع مرحلة الموجة الحاملة.
4. في النهاية ، يؤدي هذا إلى زيادة الخطأ عند فك تشفير رسالة التنقل.

بشكل عام ، في حالة عدم وجود تدابير لمكافحة التداخل ، يؤدي هذا إلى الآثار التالية:

1. فقدان تتبع الأقمار الصناعية.
2. زيادة في الخطأ مع تغييرات التعليمات البرمجية ؛
3. زيادة الخطأ أثناء قياسات المرحلة.
4. تخفيض نسبة الإشارة إلى الضوضاء.

في الحالة الأولى ، يكون الضرر الناتج عن التداخل واضحًا - لا يمكن للمستخدم تحديد إحداثياته. تؤثر العوامل التالية بشكل كبير على دقة قياس التأخيرات الزائفة والتحولات الترددية الزائفة الدوبلرية ، وبالتالي إحداثيات المستقبِل الخاصة. وبالتالي ، فإن أجهزة الاستقبال المنزلية العادية غير مخصصة للاستخدام في بيئات التشويش المعقدة.

حسنًا ، لماذا أحتاج هذا؟

السؤال الصحيح. نظرًا لتوافر أجهزة التشويش البسيطة ، كما هو الحال في الصورة أعلاه ، أصبحت أكثر شيوعًا. هناك العديد من الحالات المعروفة ، على سبيل المثال ، عندما كان القامع على سفينة البحرية الأمريكية يهدف بشكل غير صحيح وشل حياة مدينة سان دييجو بأكملها ، مما يعطل ليس فقط التنقل للمستخدمين النهائيين ، ولكن أيضًا نظام مزامنة الوقت لأبراج الخلايا وأجهزة الصراف الآلي ، وما إلى ذلك.

ومع ذلك ، بالنسبة لنا ، كمستخدمين نهائيين ، فإن أجهزة التشويش المصغرة هي التي يتم تقديمها كأجهزة للحفاظ على الخصوصية ( ~~غطاء فويل~~) أو ، على سبيل المثال ، غالبًا ما يستخدم خاطفو السيارات مكثفات GNSS واتصالات الهاتف المحمول المدمجة للتعامل مع الإنذارات الذكية التي ترسل موضع السيارة وإشارة الاستغاثة إلى المرسل ، ومالك السيارة سابقًا.

لكن كيف تقاتل؟

سوف أتحدث عن هذا في الجزء التالي ، إذا كان هذا مفيدًا. شكرا لكم على اهتمامكم.