👇🏾 🧚 😳 Interferência nos sistemas globais de navegação por satélite 🥨 🤾🏻 🤜🏼

Este artigo foi escrito devido ao fato de que no segmento da Internet em língua russa é muito difícil encontrar essas informações e, no idioma inglês, elas devem ser coletadas pouco a pouco. Trabalho no desenvolvimento de receptores de navegação e, em particular, imunidade a ruídos. Este artigo contém um pequeno programa educacional sobre navegação como tal, sobre a construção típica de receptores, bem como sobre a principal interferência e seu impacto. Se esse tópico for interessante para a harasociedade, será escrita uma continuação sobre vários métodos de combate à interferência e sua eficácia.

Parte 2

O que é o GNSS?

Sistemas globais de navegação por satélite - sistemas complexos de rádio projetados para determinar a localização, sincronizar escalas de tempo, mapear tarefas, posicionamento preciso, construção, tarefas agrícolas e muitas outras. O GNSS consiste em um subsistema de espaçonave (SC), um subsistema de controle e um subsistema de consumidores.

No momento, dois GNSSs estão totalmente operacionais - GPS (Global Positioning System) e GLONASS (Global Navigation Satellite System). Os sistemas da UE, China e Índia também estão em fase de implantação.

Uma característica dos sinais GNSS é uma potência muito baixa na superfície da Terra, menos ruído. Isso se deve à baixa potência do sinal emitido pela sonda (cerca de 60 W) e ao longo alcance (cerca de 20.000 km). No entanto, devido ao uso de sinais de banda larga, usando o processamento de correlação, os sinais da sonda podem ser detectados e capturados.

Construção típica do receptor

Se você não entrar em detalhes (e o artigo for apenas para fins informativos), o receptor poderá ser representado como na figura acima: antena, caminhos analógicos e digitais, bem como uma certa interface e sistema de energia. As tarefas do caminho da antena incluem a amplificação primária do sinal e a alocação das faixas de frequência necessárias. Nos caminhos analógicos, ocorrem amplificação múltipla adicional, seleção (amostragem de frequência) e transferência de frequência.

No caminho digital, o sinal é digitalizado, com processamento de sinal multicanal adicional, onde cada sinal de satélite tem seu próprio canal. Nos receptores modernos de tais canais, já existem cerca de duzentos para a possibilidade de operação simultânea com todos os sistemas de correção e GNSS existentes e promissores. Deve-se mencionar imediatamente que, na maioria das vezes, 1-2 bits são usados ao digitalizar um sinal. Assim, a relação sinal / ruído é ligeiramente reduzida, mas os correlacionadores são bastante simplificados.

Depois que os satélites são detectados, o rastreamento começa com a solução subsequente do problema de navegação, ou seja, encontrar as coordenadas e o deslocamento do relógio do receptor.

Que interferência existe?

A interferência pode ser de origem natural ou obtida como resultado da atividade humana. O segundo é dividido em não intencional e organizado. A seguinte classificação breve pode ser dada:

1. Interferência destinada a destruir a mensagem de navegação
2. Falsificação (imitação da constelação de satélites)

Além disso, os primeiros são subdivididos pela largura de banda da interferência em banda larga (a banda de frequência é comparável à banda do sinal de navegação atacado) e em banda estreita.

Os métodos para lidar com essas interferências variam significativamente e, para a operação confiável do equipamento no projeto, deve-se ter em mente a possibilidade de exposição aos três.

Efeito de interferência

Acima está o jammer de banda estreita mais simples, que pode ser adquirido na China para 2000r. Um dispositivo desse tipo pode degradar facilmente o desempenho dos receptores em um raio de ~ 50 km e desarmá-los completamente em um raio de ~ 5 km. Isso se deve ao modo exato como a interferência afeta o receptor:

1. A aparência de distorção harmônica no caminho analógico do receptor. Isso leva ao fato de que, em vez de uma interferência na banda de frequência, aparece várias;
2. Ao aplicar 1-2 bits ao digitalizar um sinal, o ruído de banda estreita é cortado em amplitude para um meandro (pulsos retangulares), seguido pela saturação do espectro com harmônicos por ruído.
3. Há uma falha no rastreamento de satélites nos loops de rastreamento do atraso do código e da fase da onda portadora.
4. No final, isso leva a um aumento no erro ao decodificar a mensagem de navegação.

Em geral, na ausência de medidas para combater a interferência, isso leva aos seguintes efeitos:

1. Perda do rastreamento por satélite;
2. Aumento de erro com alterações de código;
3. O aumento do erro durante as medições de fase;
4. Reduzir a relação sinal / ruído;

No primeiro caso, o dano causado pela interferência é óbvio - o usuário não pode determinar suas coordenadas. Os seguintes fatores prejudicam significativamente a precisão da medição de pseudo-atrasos e mudanças de frequência de pseudo-Doppler e, consequentemente, as próprias coordenadas do receptor. Portanto, os receptores domésticos comuns não se destinam ao uso em ambientes complexos de interferência.

Bem, por que eu preciso disso?

A pergunta certa. Devido à disponibilidade de bloqueadores simples, como na figura acima, eles estão se tornando cada vez mais comuns. Há muitos casos bem conhecidos, por exemplo, quando o supressor do navio da Marinha dos EUA apontou incorretamente e paralisou a vida de toda a cidade de San Diego, interrompendo não apenas a navegação para os usuários finais, mas também o sistema de sincronização de tempo de torres de celular, caixas eletrônicos etc.

No entanto, para nós, como usuários finais, são os jammers em miniatura que são apresentados como dispositivos para manter a privacidade ( ~~tampa de alumínio~~) Ou, por exemplo, muitas vezes os seqüestradores de carros usam GNSS e supressores de comunicações móveis combinados para lidar com alarmes inteligentes que enviam a posição e o sinal de socorro de um carro a um despachante e, anteriormente, a um proprietário de carro.

Mas como lutar?

Vou falar sobre isso na próxima parte, se isso for de seu interesse. Obrigado pela atenção.