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應(yīng)用見(jiàn)解

Chirp Jammer:GPS 肇事逃逸

這個(gè) 50 歐元的設(shè)備讓一個(gè)耗資數(shù)百萬(wàn)歐元的項(xiàng)目陷入停滯。 

您已在開(kāi)放環(huán)境中設(shè)置了基站,其位置已被正確測(cè)量,并且它正在跟蹤來(lái)自頭頂可見(jiàn)的所有衛(wèi)星的信號(hào),具有良好的信噪比。可能會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題?

以下是一個(gè)大型建設(shè)項(xiàng)目的一個(gè)建筑工地上可能出現(xiàn)和確實(shí)出現(xiàn)問(wèn)題的情況。一支由挖掘機(jī)、推土機(jī)、打樁機(jī)和平地機(jī)組成的大軍在狹窄的區(qū)域內(nèi)作業(yè),他們的活動(dòng)由 RTK 制導(dǎo)系統(tǒng)精心策劃。工頭知道每輛車的位置,精確到厘米。在沒(méi)有警告的情況下,GNSS 定位丟失,操作員制導(dǎo)裝置的屏幕上出現(xiàn)警告信息,工作陷入停頓,導(dǎo)致數(shù)天甚至數(shù)周的機(jī)械停機(jī)時(shí)間和工時(shí)損失。

罪魁禍?zhǔn)祝簜€(gè)人隱私設(shè)備
建筑工地靠近一條繁忙的大道,商用車輛經(jīng)常出入,這些車輛的行駛情況通常受到包括 GNSS 接收器在內(nèi)的跟蹤設(shè)備的監(jiān)控。例如,此類設(shè)備可確保駕駛員不會(huì)超過(guò)法定駕駛時(shí)間或避免繳納道路通行費(fèi)。 

近年來(lái),越來(lái)越多的駕駛員轉(zhuǎn)向使用廉價(jià)的 GNSS 干擾設(shè)備(如圖 1 所示),以便在不被發(fā)現(xiàn)的情況下行駛或阻止內(nèi)置防盜系統(tǒng)。



典型的非法車內(nèi) chirp 干擾器(又名個(gè)人隱私設(shè)備或 PPD)
 

問(wèn)題是,盡管這些 GNSS 干擾器或 PPD(個(gè)人隱私設(shè)備)功率較低,但 GNSS 信號(hào)的功率甚至更低。一個(gè)由 12 V 汽車點(diǎn)煙器插座供電的 PPD 的功率足以消除數(shù)百米半徑內(nèi)的 GNSS 信號(hào)。隨著保險(xiǎn)或道路收費(fèi)中越來(lái)越多地使用 GPS 跟蹤器,近年來(lái)干擾事件的數(shù)量大幅增加。   

美國(guó)國(guó)土安全部 (DHS) 國(guó)土基礎(chǔ)設(shè)施威脅和風(fēng)險(xiǎn)分析中心 (HITRAC) 的一份報(bào)告記錄了 2011 年紐瓦克自由機(jī)場(chǎng)的案例,其中 PPD 對(duì)新的基于 GPS 的著陸輔助系統(tǒng)造成了有害干擾。隨后的監(jiān)測(cè)證實(shí),平均每天發(fā)生 5 起干擾事件。根據(jù)該報(bào)告,PPD 被認(rèn)為是 GPS/GNSS 中斷的三大威脅之一。
 
GNSS 不僅僅是定位
GNSS 應(yīng)用早已超越定位。GNSS 已成為蜂窩通信等各個(gè)領(lǐng)域關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的一部分,提供商使用 GPS 時(shí)間來(lái)管理移動(dòng)電話和電話塔之間的通信,銀行和股票市場(chǎng)則使用 GPS 為交易添加時(shí)間戳,以幫助防止欺詐罪。

個(gè)人隱私設(shè)備對(duì) GNSS 信號(hào)的影響
大多數(shù)便宜的車載 PPD 都會(huì)傳輸線性調(diào)頻信號(hào),該信號(hào)是一種頻率隨時(shí)間快速變化的信號(hào)。這樣,帶寬相當(dāng)窄的信號(hào)就可以覆蓋大范圍的 GNSS 頻譜。圖 2 顯示了來(lái)自線性調(diào)頻干擾器的信號(hào)對(duì) GPS L1 頻段的影響。1565 至 1585 MHz 之間的區(qū)域主要是干擾機(jī),有效地淹沒(méi)了 GPS L1 信號(hào)。

頻譜分析儀顯示在 WIMU(寬帶干擾抑制)激活之前(藍(lán)色)和之后(紅色),GPS L1 信號(hào)受到線性調(diào)頻干擾信號(hào)的污染
 

針對(duì) GPS/GNSS 干擾和欺騙的 Septentrio 解決方案
大多數(shù)干擾事件的間歇性使得它們難以檢測(cè),甚至更難以診斷。這就是為什么 Septentrio 在其 GNSS 接收器中提供內(nèi)置保護(hù),防止有意和無(wú)意的干擾。作為我們獲得專利的高級(jí)干擾抑制 (AIM+) 技術(shù)的一部分,我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)復(fù)雜的采樣和抑制機(jī)制系統(tǒng),稱為 WIMU(寬帶干擾抑制)。圖 2 中的紅色跡線顯示了在存在線性調(diào)頻干擾器干擾的情況下激活 WIMU 時(shí)的戲劇性結(jié)果。有關(guān) WIMU 的更多詳細(xì)信息,請(qǐng)參見(jiàn)此處。


不帶 RFI 的 10 mW Chirp 干擾器 帶 WIMU RF 的 10 mW Chirp 干擾器
已激活干擾緩解 已激活干擾緩解
 

對(duì)用戶的好處
WIMU 的效果也如下圖所示。白色三角形表示坦帕市中心 10 mW 線性調(diào)頻干擾機(jī)的位置,紅色區(qū)域是干擾機(jī)干擾 GNSS 信號(hào)的區(qū)域。例如,當(dāng)在Septentrio 接收器上啟用 WIMU 時(shí)  ,紅色區(qū)域指示的“無(wú) RTK區(qū)域”會(huì)從幾百米減少到幾米,有效地將干擾器的范圍限制在其插入的汽車內(nèi)部。   

 
正常運(yùn)行時(shí)間有保證
AIM+ 技術(shù)為 Septentrio GNSS 解決方案的用戶帶來(lái)了可觀的成本效益。無(wú)論是在城市還是農(nóng)村地區(qū)、在建筑工地還是在駕駛無(wú)人機(jī),PPD 和其他干擾源的有害影響都可以大大減少,從而減少因工時(shí)損失而導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間和成本。

AIM+ 適用于所有當(dāng)前的Septentrio GPS/GNSS 解決方案。

在大多數(shù)國(guó)家,干擾 GNSS 信號(hào)是非法的。如果您懷疑您工作的區(qū)域存在干擾問(wèn)題,請(qǐng)向當(dāng)?shù)貓?zhí)法機(jī)構(gòu)報(bào)告。 


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