☑️ 🐾 🖕🏽 Interferencia en los sistemas mundiales de navegación por satélite. 👩‍🎓 ♍️ ⛳️

Este artículo fue escrito debido al hecho de que en el segmento de Internet en ruso, es muy difícil encontrar dicha información, y en inglés debe recopilarse poco a poco. Trabajo en el desarrollo de receptores de navegación y, en particular, inmunidad al ruido. Este artículo contiene un pequeño programa educativo sobre la navegación como tal, sobre la construcción típica de receptores, así como sobre la interferencia principal y su influencia. Si este tema resulta interesante para la sociedad, se escribirá una continuación sobre varios métodos para combatir la interferencia y su eficacia.

Parte 2

¿Qué es el GNSS?

Sistemas globales de navegación por satélite: sistemas de radio complejos diseñados para determinar la ubicación, sincronizar escalas de tiempo, tareas de mapeo, posicionamiento preciso, construcción, tareas agrícolas y muchos otros. GNSS consta de un subsistema de nave espacial (SC), un subsistema de control y un subsistema de consumidores.

Por el momento, dos GNSS están en pleno funcionamiento: GPS (Sistema de posicionamiento global) y GLONASS (Sistema de navegación global por satélite). Los sistemas de la UE, China e India también están en la fase de implementación.

Una característica de las señales GNSS es una potencia muy baja en la superficie de la tierra, menos ruido. Esto se debe a la baja potencia de la señal emitida por la nave espacial (aproximadamente 60 W) y al largo alcance (aproximadamente 20,000 km). Sin embargo, debido al uso de señales de banda ancha, utilizando el procesamiento de correlación, se pueden detectar y capturar señales de naves espaciales.

Construcción típica del receptor

Si no entra en detalles (y el artículo es solo para fines informativos), el receptor se puede representar como en la imagen de arriba: antena, rutas analógicas y digitales, así como una determinada interfaz y sistema de alimentación. Las tareas del camino de la antena incluyen la amplificación primaria de la señal y la asignación de los rangos de frecuencia necesarios. En las rutas analógicas, se producen más amplificación múltiple, selección (muestreo de frecuencia) y transferencia de frecuencia.

En la ruta digital, la señal se digitaliza, con un procesamiento adicional de señal multicanal, donde cada señal de satélite tiene su propio canal. En los receptores modernos de tales canales, ya existen alrededor de doscientos para la posibilidad de operación simultánea con todos los sistemas de corrección y GNSS existentes y prometedores. Debe mencionarse de inmediato que con mayor frecuencia, se utilizan 1-2 bits al digitalizar una señal. Por lo tanto, la relación señal / ruido se reduce ligeramente, pero los correlacionadores se simplifican enormemente.

Una vez que se detectan los satélites, el seguimiento comienza con la solución posterior del problema de navegación, es decir, Encontrar las coordenadas y el desplazamiento del reloj del receptor.

¿Qué interferencia hay?

La interferencia puede ser de origen natural u obtenerse como resultado de la actividad humana. El segundo se divide en involuntario y organizado. Se puede dar la siguiente breve clasificación:

1. Interferencia dirigida a destruir el mensaje de navegación
2. Suplantación de identidad (imitación de la constelación de satélites)

Además, los primeros se subdividen por el ancho de banda de la interferencia en banda ancha (la banda de frecuencia es comparable a la banda de la señal de navegación atacada), así como a la banda estrecha.

Los métodos para lidiar con estas interferencias varían significativamente y para la operación confiable del equipo en el diseño debe tenerse en cuenta la posibilidad de exposición a los tres.

Efecto de interferencia

Arriba está el bloqueador de banda estrecha más simple, que se puede pedir a China para 2000r. Tal dispositivo puede degradar fácilmente el rendimiento de los receptores en un radio de ~ 50 km, así como desarmarlos por completo en un radio de ~ 5 km. Esto se debe a cómo afecta exactamente la interferencia al receptor:

1. La aparición de distorsión armónica en la ruta analógica del receptor. Esto lleva al hecho de que en lugar de una interferencia en la banda de frecuencia aparecen varias;
2. Al aplicar 1-2 bits al digitalizar una señal, el ruido de banda estrecha se corta en amplitud a un meandro (pulsos rectangulares), seguido de la saturación del espectro con armónicos por ruido.
3. Hay un desglose en el seguimiento de satélites en los bucles de seguimiento del retraso del código y el seguimiento de la fase de la onda portadora.
4. Al final, esto lleva a un aumento de error al decodificar el mensaje de navegación.

En general, en ausencia de medidas para combatir la interferencia, esto lleva a los siguientes efectos:

1. Pérdida de rastreo satelital;
2. Aumento de error con cambios de código;
3. El aumento de error durante las mediciones de fase;
4. Reducción de la relación señal / ruido;

En el primer caso, el daño por interferencia es obvio: el usuario no puede determinar sus coordenadas. Los siguientes factores perjudican significativamente la precisión de la medición de pseudo-retrasos y cambios de frecuencia de pseudo-Doppler y, en consecuencia, las propias coordenadas del receptor. Por lo tanto, los receptores domésticos comunes no están destinados para su uso en entornos complejos de interferencia.

Bueno, ¿por qué necesito esto?

La pregunta correcta Debido a la disponibilidad de bloqueadores simples, como en la imagen de arriba, se están volviendo cada vez más comunes. Hay muchos casos bien conocidos, por ejemplo, cuando el supresor en el barco de la Armada de los EE. UU. Apuntó incorrectamente y paralizó la vida de toda la ciudad de San Diego, interrumpiendo no solo la navegación para los usuarios finales, sino también el sistema de sincronización horaria de las torres celulares, cajeros automáticos, etc.

Sin embargo, para nosotros, como usuarios finales, son los jammers en miniatura los que se presentan como dispositivos para mantener la privacidad ( ~~tapa de aluminio)~~) O, por ejemplo, muy a menudo los secuestradores de automóviles utilizan supresores combinados de comunicaciones móviles y GNSS para hacer frente a las alarmas inteligentes que envían la posición del automóvil y la señal de socorro a un despachador y, anteriormente, al propietario del automóvil.

¿Pero cómo pelear?

Hablaré de esto en la próxima parte, si esto es de interés. Gracias por su atención