🍿 👨🏾‍🚀 💹 Gangguan dalam sistem satelit navigasi global 💇 🧝 🏪

Artikel ini ditulis karena fakta bahwa di segmen Internet berbahasa Rusia sangat sulit untuk menemukan informasi tersebut, dan dalam bahasa Inggris itu harus dikumpulkan sedikit demi sedikit. Saya bekerja dalam pengembangan penerima navigasi, dan, khususnya, kekebalan terhadap kebisingan. Artikel ini berisi program pendidikan kecil tentang navigasi seperti itu, tentang konstruksi khas penerima, serta tentang gangguan utama dan dampaknya. Jika topik ini ternyata menarik bagi masyarakat adat, sebuah kelanjutan akan ditulis tentang berbagai metode memerangi gangguan dan efektivitasnya.

Bagian 2

Apa itu GNSS?

Sistem satelit navigasi global - sistem radio kompleks yang dirancang untuk menentukan lokasi, menyinkronkan skala waktu, tugas pemetaan, penentuan posisi yang akurat, konstruksi, tugas pertanian, dan banyak lainnya. GNSS terdiri dari subsistem wahana antariksa (SC), subsistem kendali dan subsistem konsumen.

Saat ini, dua GNSS beroperasi penuh - GPS (Global Positioning System) dan GLONASS (Global Navigation Satellite System). Sistem dari UE, Cina, dan India juga berada dalam fase penyebaran.

Fitur dari sinyal GNSS adalah daya yang sangat rendah di permukaan bumi, lebih sedikit noise. Ini disebabkan rendahnya daya sinyal yang dipancarkan dari pesawat ruang angkasa (sekitar 60 W) dan jarak jauh (sekitar 20.000 km). Namun, karena penggunaan sinyal broadband, menggunakan pemrosesan korelasi, sinyal dari pesawat ruang angkasa dapat dideteksi dan ditangkap.

Konstruksi penerima tipikal

Jika Anda tidak merinci (dan artikel ini hanya untuk tujuan informasi), maka penerima dapat digambarkan seperti pada gambar di atas: antena, jalur analog dan digital, serta antarmuka dan sistem daya tertentu. Tugas jalur antena termasuk amplifikasi utama sinyal dan alokasi rentang frekuensi yang diperlukan. Dalam jalur analog, beberapa amplifikasi lanjut, seleksi (pengambilan sampel frekuensi), dan transfer frekuensi terjadi.

Di jalur digital, sinyal ini didigitalkan, dengan pemrosesan sinyal multi-saluran lebih lanjut, di mana setiap sinyal satelit memiliki salurannya sendiri. Dalam penerima modern saluran semacam itu, sudah ada sekitar dua ratus untuk kemungkinan operasi simultan dengan semua sistem koreksi dan GNSS yang ada dan menjanjikan. Harus segera disebutkan bahwa paling sering, 1-2 bit digunakan ketika mendigitalkan sinyal. Dengan demikian, rasio signal-to-noise sedikit berkurang, tetapi korelasi sangat disederhanakan.

Setelah satelit terdeteksi, pelacakan dimulai dengan solusi selanjutnya dari masalah navigasi, mis. menemukan koordinat dan offset jam penerima.

Gangguan apa yang ada?

Gangguan dapat berupa asal alami atau diperoleh sebagai hasil dari aktivitas manusia. Yang kedua dibagi menjadi tidak disengaja dan terorganisir. Klasifikasi singkat berikut dapat diberikan:

1. Interferensi yang bertujuan untuk menghancurkan pesan navigasi
2. Spoofing (imitasi dari konstelasi satelit)

Selain itu, yang pertama dibagi oleh bandwidth dari gangguan ke broadband (pita frekuensi sebanding dengan pita sinyal navigasi yang diserang), serta pita sempit.

Metode penanganan gangguan ini sangat bervariasi dan untuk operasi peralatan yang andal dalam desain harus diingat kemungkinan paparan ketiga hal tersebut.

Efek gangguan

Di atas adalah jammer narrowband paling sederhana, yang dapat dipesan dari Cina untuk tahun 2000r. Perangkat semacam itu dapat dengan mudah menurunkan kinerja penerima dalam radius ~ 50 km, dan melucuti mereka sepenuhnya dalam radius ~ 5 km. Ini disebabkan oleh bagaimana persisnya interferensi mempengaruhi penerima:

1. Munculnya distorsi harmonik di jalur analog penerima. Ini mengarah pada fakta bahwa alih-alih satu gangguan pada pita frekuensi muncul beberapa;
2. Saat menerapkan 1-2 bit saat mendigitalkan sinyal, noise pita sempit terpotong dalam amplitudo ke berliku-liku (pulsa persegi panjang), diikuti oleh saturasi spektrum dengan harmonik oleh noise.
3. Ada gangguan dalam pelacakan satelit di loop pelacakan keterlambatan kode dan pelacakan fase gelombang pembawa.
4. Pada akhirnya, ini menyebabkan peningkatan kesalahan saat mendekode pesan navigasi.

Secara umum, dengan tidak adanya langkah-langkah untuk memerangi gangguan, ini mengarah pada efek berikut:

1. Kehilangan pelacakan satelit;
2. Peningkatan kesalahan dengan perubahan kode;
3. Peningkatan kesalahan selama pengukuran fase;
4. Mengurangi rasio sinyal terhadap noise;

Dalam kasus pertama, bahaya dari gangguan sudah jelas - pengguna tidak dapat menentukan koordinatnya. Faktor-faktor berikut secara signifikan merusak akurasi pengukuran penundaan semu dan pergeseran frekuensi pseudo-Doppler dan, karenanya, koordinat penerima sendiri. Dengan demikian, penerima rumah tangga biasa tidak dimaksudkan untuk digunakan di lingkungan kemacetan yang kompleks.

Nah, mengapa saya membutuhkan ini?

Pertanyaan yang tepat Karena ketersediaan jammers sederhana, seperti pada gambar di atas, mereka menjadi semakin umum. Ada banyak kasus terkenal, misalnya, ketika penekan di kapal Angkatan Laut AS salah mengarahkan dan melumpuhkan kehidupan seluruh kota San Diego, tidak hanya mengganggu navigasi untuk pengguna akhir, tetapi juga sistem sinkronisasi waktu menara sel, ATM, dll.

Namun, bagi kami, sebagai pengguna akhir, miniatur jammers yang disajikan sebagai perangkat untuk menjaga privasi ( ~~cap foil~~) Atau, misalnya, sangat sering pencuri mobil menggunakan GNSS gabungan dan penekan komunikasi seluler untuk menangani alarm pintar yang mengirim posisi mobil dan sinyal bahaya ke operator dan, sebelumnya, pemilik mobil.

Tapi bagaimana cara bertarung?

Saya akan membicarakan ini di bagian selanjutnya , jika ini menarik. Terima kasih atas perhatian anda