👬 🏫 ♥️ Eingriffe in globale Navigationssatellitensysteme 🎏 🏍️ 🧗🏾

Dieser Artikel wurde aufgrund der Tatsache verfasst, dass es im russischsprachigen Segment des Internets sehr schwierig ist, solche Informationen zu finden, und dass sie in englischer Sprache Stück für Stück gesammelt werden sollten. Ich arbeite in der Entwicklung von Navigationsempfängern und insbesondere der Störfestigkeit. Dieser Artikel enthält ein kleines Schulungsprogramm über die Navigation als solche, über den typischen Aufbau von Empfängern sowie über die Hauptstörungen und deren Auswirkungen. Wenn sich dieses Thema für die Habrasociety als interessant herausstellt, wird eine Fortsetzung über verschiedene Methoden zur Bekämpfung von Störungen und deren Wirksamkeit geschrieben.

Teil 2

Was ist GNSS?

Globale Navigationssatellitensysteme - komplexe Funksysteme zur Standortbestimmung, Synchronisierung von Zeitskalen, Kartierungsaufgaben, genauen Positionierungs-, Bau-, Landwirtschaftsaufgaben und vielen anderen Aufgaben. GNSS besteht aus einem Subsystem von Raumfahrzeugen (SC), einem Subsystem der Kontrolle und einem Subsystem von Verbrauchern.

Derzeit sind zwei GNSS voll funktionsfähig - GPS (Global Positioning System) und GLONASS (Global Navigation Satellite System). Systeme aus der EU, China und Indien befinden sich ebenfalls in der Bereitstellungsphase.

Ein Merkmal von GNSS-Signalen ist eine sehr geringe Leistung auf der Erdoberfläche, weniger Rauschen. Dies ist auf die geringe Leistung des vom Raumfahrzeug abgegebenen Signals (ca. 60 W) und die große Reichweite (ca. 20.000 km) zurückzuführen. Aufgrund der Verwendung von Breitbandsignalen unter Verwendung der Korrelationsverarbeitung können jedoch Signale von Raumfahrzeugen erfasst und erfasst werden.

Typische Empfängerkonstruktion

Wenn Sie nicht auf Details eingehen (und der Artikel nur zu Informationszwecken dient), kann der Empfänger wie im obigen Bild dargestellt werden: Antenne, analoge und digitale Pfade sowie eine bestimmte Schnittstelle und ein bestimmtes Stromversorgungssystem. Die Aufgaben des Antennenpfades umfassen die primäre Verstärkung des Signals und die Zuordnung der erforderlichen Frequenzbereiche. In analogen Pfaden treten eine weitere Mehrfachverstärkung, Auswahl (Frequenzabtastung) und Frequenzübertragung auf.

Auf dem digitalen Pfad wird das Signal mit einer weiteren Mehrkanalsignalverarbeitung digitalisiert, wobei jedes Satellitensignal seinen eigenen Kanal hat. In modernen Empfängern solcher Kanäle gibt es bereits etwa zweihundert für die Möglichkeit des gleichzeitigen Betriebs mit allen vorhandenen und vielversprechenden GNSS- und Korrektursystemen. Es sollte sofort erwähnt werden, dass beim Digitalisieren eines Signals meistens 1-2 Bits verwendet werden. Somit wird das Signal-Rausch-Verhältnis leicht verringert, aber die Korrelatoren werden stark vereinfacht.

Nachdem die Satelliten erkannt wurden, beginnt die Verfolgung mit der anschließenden Lösung des Navigationsproblems, d.h. Finden der Koordinaten und des Versatzes der Uhr des Empfängers.

Welche Störung gibt es?

Interferenzen können entweder natürlichen Ursprungs sein oder durch menschliche Aktivitäten verursacht werden. Die zweite ist in unbeabsichtigt und organisiert unterteilt. Die folgende kurze Klassifizierung kann gegeben werden:

1. Interferenz zur Zerstörung der Navigationsnachricht
2. Spoofing (Nachahmung der Satellitenkonstellation)

Darüber hinaus werden erstere durch die Bandbreite der Interferenz in Breitband (das Frequenzband ist vergleichbar mit dem Band des angegriffenen Navigationssignals) sowie Schmalband unterteilt.

Die Methoden zum Umgang mit diesen Störungen variieren erheblich, und für den zuverlässigen Betrieb der Geräte in der Konstruktion sollte die Möglichkeit einer Exposition gegenüber allen drei berücksichtigt werden.

Interferenzeffekt

Oben ist der einfachste Schmalband-Störsender, der für 2000r aus China bestellt werden kann. Ein solches Gerät kann die Leistung von Empfängern in einem Radius von ~ 50 km leicht beeinträchtigen und sie in einem Radius von ~ 5 km vollständig deaktivieren. Dies liegt daran, wie genau sich die Interferenz auf den Empfänger auswirkt:

1. Das Auftreten einer harmonischen Verzerrung im analogen Pfad des Empfängers. Dies führt dazu, dass anstelle einer Interferenz im Frequenzband mehrere auftreten;
2. Wenn beim Digitalisieren eines Signals 1-2 Bit angelegt werden, wird das Schmalbandrauschen in seiner Amplitude auf einen Mäander (Rechteckimpulse) reduziert, gefolgt von einer Sättigung des Spektrums mit Harmonischen durch Rauschen.
3. Es gibt eine Störung bei der Verfolgung von Satelliten in den Schleifen der Verfolgung der Verzögerung des Codes und der Verfolgung der Phase der Trägerwelle.
4. Dies führt letztendlich zu einer Zunahme des Fehlers beim Dekodieren der Navigationsnachricht.

Wenn keine Maßnahmen zur Bekämpfung von Störungen getroffen werden, führt dies im Allgemeinen zu folgenden Auswirkungen:

1. Verlust der Satellitenortung;
2. Zunahme des Fehlers bei Codeänderungen;
3. Die Zunahme des Fehlers während der Phasenmessungen;
4. Reduzieren des Signal-Rausch-Verhältnisses;

Im ersten Fall ist der Schaden durch Interferenzen offensichtlich - der Benutzer kann seine Koordinaten nicht bestimmen. Die folgenden Faktoren beeinträchtigen die Genauigkeit der Messung von Pseudo-Verzögerungen und Pseudo-Doppler-Frequenzverschiebungen und dementsprechend die eigenen Koordinaten des Empfängers erheblich. Daher sind gewöhnliche Haushaltsempfänger nicht für den Einsatz in komplexen Störumgebungen vorgesehen.

Warum brauche ich das?

Die richtige Frage. Aufgrund der Verfügbarkeit einfacher Störsender, wie im obigen Bild, werden sie immer häufiger. Es gibt viele bekannte Fälle, in denen beispielsweise der Unterdrücker auf dem Schiff der US-Marine falsch ausgerichtet war und das Leben der gesamten Stadt San Diego lahmlegte, wodurch nicht nur die Navigation für Endbenutzer, sondern auch das Zeitsynchronisationssystem von Mobilfunkmasten, Geldautomaten usw. gestört wurde.

Für uns als Endbenutzer sind es jedoch die Miniatur-Störsender, die als Geräte zur Wahrung der Privatsphäre ( ~~Folienkappe) angeboten werden~~) Zum Beispiel verwenden Autodiebe häufig kombinierte GNSS- und Mobilkommunikationsunterdrücker, um mit intelligenten Alarmen umzugehen, die die Position und das Notsignal eines Autos an einen Disponenten und früher an einen Autobesitzer senden.

Aber wie kann man kämpfen?

Ich werde im nächsten Teil darüber sprechen , wenn dies von Interesse ist. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.