Экспериментальная проверка помехозащищенности американской спутниковой навигационной системы GPS
Экспериментальная проверка помехозащищенности навигационной системы, использующая фазоманипулированные (ФМ) сигналы показала, что GPS подвержена элементарной организованной помехе. В качестве помехи используется моночастотный сигнал по частоте близкий к несущей ФМ-сигнала. В результате между несущей сигнала и помехой возникают биения, что приводит к искажениям суммарного сигнала, делающего невозможным его прием коррелятором.
В американскойспутниковойнавигационнойсистемеGPS NAVSTARиспользуются фазоманипулированные (ФМ) сигналы [1], считавшиеся наиболее помехозащищенными [2].Вовремени ФМ сигнал представляет собой синусоиду, фаза которой в заданные моменты времени меняется на противоположную. В приемнике GPS осуществляется приемпосылки,когда1битпередается с помощью1024элементарныхФМ-посылок, т.е.применяется коррелятор,сворачивающийимеющуюсявприемнике копию с принимаемым сигналом, т.е. осуществляетсяприем1024 элементов в целом [3].
В статье [4] рассматривается несколькодругой вариант- помехоустойчивость поэлементного приема фазоманипулированных сигналов на фоне наиболее неблагоприятных помех. Другими словами, вариационными методами синтезирована оптимальная помеха поэлементному приему фазоманипулированного сигнала. В этойжестатье показано, что активная помеха в виде расстроенной несущей при определенных условиях практически (разница менее 1%) эквивалентна оптимальной помехе. Этот факт можно объяснить возникновением биений между несущей ФМ-сигнала и несущей активной помехи. Формула (1) является формулой суммы синусов
Asinw t + Asin(w +D w )t = 2Acos(D w /2)tсos(w +D w /2)t, (1)
где A v амплитуда сигнала; w - частота несущей ФМ-сигнала; D w - расстройка несущей активной помехи относительно частоты сигнала. Поскольку проще немодулированнойнесущей активную помеху представить себе трудно, то представляется важным исследовать эффективность приема ФМ-сигнала в целом при наличии активной помехи в виде расстроенной несущей, аналогично предложению статьи [3].
Полоса пропускания входных цепей коррелятора не может быть уже величины примерно 1/t , где t - длительность элементарной посылки ФМ-сигнала. А для увеличения точности измерения времени прихода полоса пропускания должна быть больше. Если в пределах полосы пропускания входных цепей коррелятора GPS окажется помеха в виде немодулированной несущей, между ФМ-сигналом и помехой возникнут биения (1), представляющие собой несущую частоту, расположенную между частотой ФМ-сигнала и частотой помехи. Эта несущая оказывается промодулированной по амплитуде частотой, равной разности частот ФМ-сигнала и помехи, а фаза в соседних максимумах биений сдвинута на 180 градусов (Рис.1). При расстройке частоты на величину порядка 1/t фаза меняется примерно так, как у исходного ФМ-сигнала. В результате сложения ФМ-сигнала и помехи получится сигнал, далекий от исходного ФМ-сигнала, поэтому на выходе коррелятора сигнальная компонента будет значительно подавлена. В результате работа GPS в радиусе действия станции помех (примерно прямая видимость) нарушится. Для проверки данного теоретического предположения был проведен эксперимент.
Сигнал манипуляции
Фазоманипулированный сигнал
Суперпозиция сигнала и помехи
Рис.1
Методика эксперимента
Для проведения эксперимента был взят серийный приемник фирмы ?ASHTECH¦ типа OEM ?Sensor¦ (12 канальный, одночастотный F0 =1575,42 МГц с открытым C/A кодом), программное обеспечение ver.1E11DRP. Антенна GPS (самолетная) P/N AT 575-12, фирмы ?Aero Antenna Technology Inc.¦ с типовым кабелем длиной 10м. Антенна располагалась на высоте 15м над землей. В качестве передатчика активной помехи использовался высокочастотный генератор стандартных сигналов типа Г4-78, максимальная выходная мощность на выходе 0,0001Вт; выходной аттенюатор от 0дБ до -130дБ; генерация непрерывная, суммарная максимальная погрешность установки частоты генератора по шкале 0,2%. Антенной передатчика служил полуволновой вибратор, расположенный на высоте 1м. Расстояние между антенной передатчика помех и приемника GPS изменялось от 0 до 200м. Для индикации использовалась IBM PC с программой приема, отображения, регистрации и управления для приемника GPS-ashmono.exe.
Немного больше о технологиях >>>
Расчет объемов энтальпий воздуха и продуктов сгорания
Расчетно-графическая
работа по дисциплине «Котельные установки и пароперегреватели»
Выполнил:
Дугушкин Д., факультет: ЭН, группа: ТЭ-21
Новосибирский
государственный технический университет
Кафедра ТЭС
Новосибирск
2005
Исходные данные
Тип
котла
...
Обобщенный принцип наименьшего действия
Введены
континуально многозначные функции, позволяющие адекватно описывать физические
задачи. Показано их отличие от разрывных функций. Сформулирована и решена
вариационная задача для функционалов с разрывным интегрантом, зависящих от
линейных интегральных операторов, действующ ...
