הפרעות בקליטת GNSS

 

כאשר קולטים מידע מלווייני GNSS לעיתים נתקלים בכמה הפרעות השידור. כמה מסוגי ההפרעות הנפוצים הם זיוף (spoofing) ושיבוש (jamming).

Spoofing

מכשיר לזיוף מידע מקבל אותות מלווייני GNSS, מוצא מקלט GNSS מקומי ומשדר לו אותות שקיבל. מקלט שאינו מסוגל לזהות אותות מזויפים משתמש במידע השגוי ומחזיר מיקום לא נכון בשטח.

לווייני מורשת ה GPS מכילים באותות שלהם קוד בינארי (קוד הבנוי מצירוף ספרות 0 ו-1 ) הידוע בשם Y-Code אשר משודר בשידורי L1 ו-L2 ומיועד רק לשימוש צבאי. Y-Code משתנה 10.23 מיליון פעמים בשנייה וגם לא חוזר על עצמו במשך שבוע (כלומר, יש 6.18 טריליון גרסאות שונות של ה- Y-Code בשבוע). ללא פענוח קוד זה כמעט בלתי אפשרי לזייף מידע למכשירים שמשתמשים ב Y-Code.

לווייני מרשת ה GPS מכילים גם את ה C/A Code (Course Acquisition). בניגוד ל Y-Code, ה C/A Code לא מפוענח ופתוח לכלל הציבור. הקוד משתנה 1.023 מיליון פעמים בשנייה אך חוזר על עצמו כל מילי שנייה (כלומר, יש 1023 גרסאות שונות של הקוד בכל מילי שנייה). הקוד ניתן לשחזור של מכשירי זיוף שונים ולכן המקלטים יכולים לקבל מידע מזויף על מיקום.

Trimble Alloy

חברת Trimble הוציאה מקלט חדש Trimble Alloy, אשר מכיל את טכנולוגיית anti-spoofing אשר מתמודדת עם בעיית הזיוף.

חברת Trimble עובדת על פתרון בעיית הזיוף (spoofing) ופיתחה מספר כלים להגנה מפני spoofing בשיתוף עם טכנולוגיית MaxwellTM7. טכנולוגיית MaxwellTM7 נותנת מיקום בדיוק גבוה ע"י שילוב כל אותות GNSS עם מידע נוסף מחיישנים. ההגנה מפני הזיוף נעשית היום בשלבים הבאים:

  • הפחתת אותות מזויפים ב Digital Signal Processing (DSP): מזהה אם נקלטו מספר אותות מכל לוויין ומוודא שהמידע הנכון התקבל. המידע המזויף בדרך כלל מופיע בקפיצות משניות חזקות, כך ניתן לזהות חלקים מזויפים ולמחוק אותם.
  • בדיקת נתוני לוויין: ע"י שמירת נתונים על היסטוריה של פרמטרי מסלול הלוויין, Trimble יכולה לזהות אם היו שינויים בלתי צפויים או יציאה מגבולות סבירים. טכנולוגיית Trimble MaxwellTM7 יכולה גם לבצע בדיקה של שילוב נתוני מסלול ממקורות שונים (לדוגמא: השוואה בין GPS L1 LNAV לבין L2C ו- L5 CNAV)
  • Receiver Autonomous Integrity Monitoring (RAIM): עם יותר משוואות מהנעלמים המקלט יכול לזהות מדידות שלא תואמות את הפתרון. לוויינים שנכשלים בבדיקה זאת עוברים בדיקות נוספות כאשר שאר הלוויינים לא משתתפים בבדיקות אלה. RAIM גם מחשב פתרונות כאשר מתעלם כל פעם מרשת GNSS מסוימת (לדוגמא רשת GPS) ואם מזהה שרשת מסוימת גורמת לתוצאות פתרון מיקום שגויות הוא מוציא את כל לווייני הרשת מחישוב פתרון הסופי.
  • בדיקות שפיות של מיקום (Position Sanity Checks): אם תוצאות המיקום קופצות במרווחים לא ריאליים מאז המיקום המחושב האחרון, יתכן שזה מצביע על שידור מזויף.
  • הגבלת חיפוש חלונות הלוויין: המקלט יגביל את חלון החיפוש אחר איסוף מידע מחודש של לוויינים שנעלנו זמנית.

 

Jamming

אפשר לשדר אותות סתמיים אל קולטי GNSS בזמן שהם מקבלים אותות מלוויינים. עוצמה חלשה של אותות גורמת לכל אותות CDMA (לא רק אותות GNSS) להיות חשודים בהפרעות מקריות או הפרעות מכוונות (לזה אנו קוראים שיבוש – jamming). כאשר רמת ההפרעה עוברת גבול מסוים, אותות GNSS יהוו חלק קטן מסך האותות הנקלטים (אותות GNSS והפרעות) ולכן ילכו לאיבוד.

מהעובדה שה Y-Code משדר בתדירות גבוהה פי 10 מתדירות השידור של C/A Code, נובע שמקלטי ה Y-Code מסוגלים להתמודד עם השיבושים ברמה גבוהה פי 10 מקלטי ה C/A Code. שיפורים זהים בהתמודדות בתופעת השיבוש ניתן לראות גם באותות ציבוריים כגון: GPS L5, Galileo E5a ו- Galileo E5b. עם זאת, אם רמת ההפרעות גבוהה מספיק גם אותות בתדירות גבוהה וגם אותות בתדירות נמוכה יותר יכולים להיות משובשים, כמו גם קולטי SAASM.

Trimble R10

המקלט Trimble R10 מכיל טכנולוגיית ה anti-jamming אשר מתמודדת עם בעיית השיבוש.

סינון אותות מתקדם ומידול השגיאה נותנים הגנה טובה יותר מפני שיבוש.

תכונות המקלט:

  • דור חמישי של טכנולוגיית Trimble
    • מינוף מתקדם בחומרת GNSS, חישוב נייד, רשתות GNSS ואותות
  • מנוע של Trimble הכי מתקדם למיקום RTK
    • גישה אופטימלית לניהול האותות: “Big filter” vs. FAMCAR
    • קונסטלציה ואגנוסטיקה לאותות
    • מידול רעש מתקדם
    • הגנה מפני שיבוש
  • Trimble ProPoint GNSS Technology
    • מיקום GNSS בזמן אמת
    • שימוש ברשת GNSS בודדת או בכל הרשתות הזמינות
      • יותר אותות, יותר לוויינים
      • קלט חד-תדירותי שווה
      • פתרון עצמאי ממקור תיקון יחיד
    • מדידה בסביבה מחמירה בדיוק גבוה, אמינות ופוריות
  • Dual custom Trimble ASICs עם 672 ערוצים
    • מעוצב בשביל ProPoint GNSS
    • אורח חיים של הסוללה גבוה יותר ב 30%
  • תכונות נוספות מעבר ל- GNSS
    • Trimble xFill and CenterPoint RTX
    • Trimble SurePoint
    • Ergonomic design, MIL-spec rugged
    • UHF, cellular, Wi-Fi, Bluetooth, USB and serial
    • תואם ל IOS ול- Android

 

 

 

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *