Экспериментальная проверка помехозащищенности GPS
М. П. Иванов, В. В. Кашинов
|
Санкт-Петербургский государственный университет,
Научно-исследовательский институт физиологии им. А. А. Ухтомского Россия В американской спутниковой навигационной системе GPS используются фазоманипулированные (ФМ) сигналы, считавшиеся наиболее помехозащищенными. Во времени сигнал представляет собой синусоиду, изменяющую фазу в моменты начала элементарной посылки по определенному закону (коду). Коррелятор приемника, сворачивает имеющуюся в его памяти копию с принимаемым сигналом. Полоса пропускания входных цепей коррелятора ориентировочно составляет (не может быть меньше) 1/τ, где τ - длительность элементарной посылки ФМ-сигнала. Если в пределах полосы пропускания входных цепей коррелятора окажется помеха в виде несущей, то между несущими ФМ-сигнала и помехи возникнут биения, представляющие собой несущую частоту, расположенную между частотами ФМ-сигнала и помехи промодулированной по амплитуде. В результате суперпозиции ФМ-сигнала и помехи возникают биения с частотой равной разности частот ФМ-сигнала и помехи, при этом фаза в соседних максимумах биений сдвинута на 180 о. При расстройке частоты на величину порядка 1/τ - фаза биений меняется примерно так, как у исходного ФМ-сигнала, поэтому на выходе коррелятора сигнал значительно подавлен. В результате нарушится работа GPS в радиусе действия станции помех. Экспериментальная проверка эффекта биений на работу GPS проведена с использованием приемника "ASHTECH" типа OEM "Sensor" (12 канальный, одночастотный: Fo=1575,42 мГц с открытым C/A кодом), программное обеспечение ver.1E11DR, высота антенны над землей 15 м - GPS (самолетная) P/N AT 575-12 "Aero Antenna Technology Inc.". В качестве передатчика активной помехи использовался высокочастотный генератор стандартных сигналов Г4-78, максимальная выходная мощность 0,0001 Вт; выходной аттенюатор от 0 дБ до -130 дБ; генерация помехи непрерывная, суммарная максимальная погрешность установки частоты генератора по шкале 0,2%, высота антенны передатчика 1 м - полуволновой вибратор. Расстояние по горизонтали между антенной передатчика помех и приемника GPS изменялось от 0 до 200 м. Использовалась стандартная для GPS программа отображения, регистрации и управления. При выключенной помехе приемник надежно обрабатывал информацию от 5 до 7 спутников. При включении помехи (-70 дБ) приемник не захватывает ни одного из видимых ранее спутников GPS. Теоретически показано, что при мощности передатчика помех 1 Вт дальность воздействия помехи в свободном пространстве может достигать 500 км. Поэтому при проектировании новых систем весьма актуальным является синтез сигналов, обладающих повышенной помехозащищенностью к заданному ансамблю помех и особенно к узкополосной помехе.
|
|
РУБРИКА | |