Hlavní navigace

Názor ke zprávičce Družicový navigační systém Galileo měl několikadenní výpadek od frr - Ono to s tou odolností proti rušení a...

  • 21. 7. 2019 0:35

    frr

    Ono to s tou odolností proti rušení a podvržení není vůbec jednoduché. V zásadě základní fyzika i tady platí pro každého :-) Galileo může garantovat, že družice budou vysílat zdravý signál, ale rozhodně nemůže garantovat použitelný příjem v podmínkách nějakého místního rušení či snahy o podvrh.

    Ohledně odolnosti proti podvržení:

    Trochu slušné přijímače umí za provozu odhalit zjevné diskontinuity v datech z družic a buď malý počet "družic s korektní modulací a kontrolními součty ale vadnými údaji" prostě v konstalaci ignorovat (RAIM), nebo prohlásit "něco je blbě, dostávám nekonzistentní signály - tímto nemám jasnou polohu a čas běží z lokálního oscilátoru". A je potřeba přijímači domluvit restartem, aby se chytil nových podvržených souřadnic.

    Ohledně tupého rušení příjmu, jako že by se mu dalo ubránit:

    Zaslechl jsem zmínky, že některé přijímače se přinejmenším snaží, identifikovat primitivní rušičky, které vysílají prakticky čistou nosnou, nebo nějak jednoduše rozmítanou (frekvenční modulace pilovým signálem) a takový signál jde do jisté míry algoritmicky "zkalibrovat a odečíst" / ignorovat / zohlednit v korelátoru. Prošel mi rukama materiál, kde byly vidět "waterfall" spektrogramy několika údajně běžných typů hloupých rušiček... Pokud dává rušička dostatečně náhodný (šum) a silný signál, tak přijímač nemá šanci nějak se ho "naučit a odečíst".

    Třeba už jenom si vemte, že užitečný signál z blízkých družic má nějakých -130 dBmW (výstup běžné pasivní antény) = na poměry rádiového oboru prakticky "pod úrovní šumového pozadí", potažmo modulační schéma používá jenom 1 bit na symbol (pokud se nepletu) = stačí mu nevelký odstup signál/šum. GPS přijímač je postavený na tuto extrémně nízkou hladinu signálu a malý odstup signál/šum. Dá se říct, že nějaký smysl vytáhne z těch šumících halušek až digitální korelátor. No a když do toho něco zahouká o 30 dB víc nahlas (tisíckrát větší výkon), tak se nejspíš přizpůsobí zpětná vazba AGC v rádiové cestě přijímače (sníží se zisk) a užitečné signály definitivně utonou v šumu. Přijímač aspoň trochu odolný vůči rušení by musel mít v demodulátoru namísto 1b limiteru nějaký ADC s 8b rozlišením (lépe ještě hlubším), prostě mnohem větší dynamický rozsah pro simultánně přijímané signály, aby viděl slabé užitečné signály i v situaci, kdy je RF front-end přebuzený nějakým silným periodickým rušivým signálem. Prostě odolnost jednotlivého přijímače proti zarušení vstupu je požadavek přinejmenším dost netriviální a technicky od určité úrovně rušení neřešitelný.

    Existuje ještě jedna cesta: vůči tupému rušení a zřejmě i vůči spoofingu existují speciální "antény":
    https://www.novatel.com/products/gnss-antennas/gajt-anti-jam-antennas/
    http://www.vniir-progress.ru/production/navi/malogabaritnaya-adaptivnaya-antennaya-reshetka-serii-kometa/
    Ohledně obou těchto antén mám důvěryhodnou referenci, že skutečně fungují...
    Princip je v tom, že se nejedná o jedinou prostou anténu, ale o "fázovanou matici" několika antén s digitálním zpracováním (anténa se syntetickou aperturou). Konkrétně GAJT má těch elementárních zářičů asi sedm (kopretina - jeden element uprostřed, ostatní okolo jako okvětní plátky). Tato "anténa" nějakým způsobem zjistí, že je poblíž rušivý zdroj, určí jeho směr, a přizpůsobí fázování syntetické antény tak, aby tímto konkrétním směrem mířila "nula" v diagramu antény. Údajně to umí potlačit rušivý směr o 30-40 dB, přičemž užitečné signály projdou bez újmy. Konkrétně GAJT má spotřebu asi 25W (*pouhých 25W*, což je malý zázrak, při tom výpočetním výkonu), velké je to asi jako forma na dort a údajně to odolá střelbě z malých ručních zbraní. A stojí to asi tolik jako automobil střední třídy. Tzn. asi o dva řády víc, než kvalitní analogová anténa.

    Ohledně toho rušení různě po světě ze strany Rusů existuje zajímavá veřejná zpráva (na můj vkus trochu moc bulvární / populárně naučná) zde:
    https://www.c4reports.org/aboveusonlystars
    (Možná líp než ten responzivní web se čte PDFko, odkaz ke stažení je na konci toho webu.)

    Zaměřit rušivý zdroj na svém území není nic moc složitého... Myslím že pokud by Izraelci po čtrnácti dnech tvrdili, že nevědí, odkud to svítí, tak se patrně jedná o značně diplomatické vyjádření nebo taktizování (neříkat veřejně, kolik toho o těch rušících pitomcích doopravdy víme.)

    Vím o jednom mezinárodním zájmovém sdružení, které výskyty GPS rušení na poměrně slušné úrovni monitoruje a vyhodnocuje - snad nebudu mít průser, když zmíním, že si říkají strike3 . Z pochopitelných důvodů obvykle nejsou výstupy jejich práce veřejné (já k nim taky nemám přístup).

    Ohledně odolnosti konkrétních modelů přijímačů je těžké zjistit vůbec něco. Třeba jenom co přesně dělá RAIM. Výrobci takové informace prakticky nesdělují. Jako vždycky a všude: co si sám nezměřím, tím si nemůžu být jistý. Osobně jsem se do pokusů s podvrhováním GPS signálu zatím nepustil...