GPS / GNSS-Interferenz auf See
Vom Bau von Offshore-Windparks und Baggerhäfen bis hin zur Meeresvermessung und Verlegung von Unterwasserkabeln haben sich GPS-Empfänger als kritisches Element in vielen Offshore- und Nearshore-Anwendungen etabliert. Ausfallzeiten bei der GPS-Ortung auf See können gefährliche und teure Auswirkungen haben. GPS-Ausfallzeiten werden zunehmend auf Störungen zurückgeführt.
Die Position eines Chirp-Störsenders im Auto auf Shelter Island, mit dem die Auswirkungen von GPS-Störungen in der Bucht von San Diego simuliert wurden GPS-Signale werden mit einer Leistung übertragen, die der einer Standardglühbirne entspricht. Es wird erwartet, dass sie mehr als 20.000 km zurücklegen und dennoch für hochpräzise Positionsberechnungen geeignet sind. In den meisten Fällen kommen die Signale relativ unversehrt an, sind jedoch kaum über dem thermischen Hintergrundrauschen zu unterscheiden und können Enten für jeden vorbeiziehenden Störer sein.
RTK und PPP sind besonders anfällig
Maritime Anwendungen verwenden zunehmend hochpräzise Positionierungen wie RTK und PPP, die nicht nur die auf die Signale modulierten Codeinformationen, sondern auch die Phase des Signals selbst verwenden. Bei Vorhandensein von Interferenzen leiden diese phasenbasierten Modi zuerst.
Wie schlimm kann es sein
Die Verwendung von GPS-Störsender ist strengstens untersagt, ihre Wirkung kann jedoch mithilfe eines GPS-Simulators abgeschätzt werden. Am Beispiel des Hafens von San Diego wurde ein Simulator programmiert, um die GPS-Signale zu erzeugen, die ein Empfänger auf einem Boot an diesem Ort sehen würde. Die Interferenz der GPS-Signale wurde nachgeahmt, indem das Simulatorsignal mit dem eines Störsenders gemischt wurde. Mit dem Störsender an der in Abbildung 1 gezeigten Stelle und dem GPS-Empfänger auf einem Boot in der Nähe der Bucht könnte der Effekt von Interferenzen in der gesamten Bucht unter Verwendung von Standardmodellen für die Ausbreitung von Funkwellen extrapoliert werden.
Wirkung eines Chirp-Störsenders
Die Ergebnisse in Abbildung 2 zeigen, dass ein kleiner 10-mW-Chirp-Störsender ohne AIM + -Störungsminderung die RTK-Positionierung über mehrere hundert Meter ausschalten kann. Wenn AIM + aktiviert ist, wird die Nicht-RTK-Zone in unmittelbarer Nähe des Störsenders auf einige Meter reduziert.
Die Auswirkung eines 10-mW-Chirp-Störsenders auf die GPS-Positionierung in San Diego Bay mit und ohne AIM + Interference Mitigation
Wirkung eines Dauerstrichstörers
Wenn Sie die Tests mit einem Dauerstrich-Interferer (CW) mit derselben Leistung wiederholen, sind die Ergebnisse mit AIM + noch dramatischer, wie Abbildung 3 zeigt. Ohne AIM + verhindert ein CW-Störer auf dem küstennahen Parkplatz die RTK-Positionierung oder GPS-Positionierung über einen Großteil der Bucht und erstreckt sich mehrere Kilometer bis zum Meer in Sichtweite des Störsenders.
Die Auswirkung eines 10-mW-Dauerstörsenders auf die GPS-Positionierung in San Diego Bay mit und ohne AIM + Interference Mitigation
Interferenz lösen
Ein umfassender Ansatz stellt Interferenzaspekte in den Vordergrund des Empfängerdesigns und bezieht sie in jede Phase der Signalverarbeitung ein. Beim AsteRx4 OEM und AsteRx-U wird das Antennensignal sofort nach dem Filtern digitalisiert und mithilfe mehrerer adaptiver Bandsperrfilter automatisch von Störungen befreit.
Abhängig von der Art der Interferenz wird die Stoppbandbandbreite automatisch zwischen einer Kerbe von einigen kHz bis 1 MHz Breite eingestellt. Die Sperrfilter werden durch ein adaptives Filter ergänzt, das komplexere Interferenztypen wie Chirp-Störsender, Frequenzsprungsignale von DME / TACAN-Geräten sowie leistungsstarke Inmarsat-Sender unterdrücken kann.