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应用见解

Chirp Jammer:GPS 肇事逃逸

这个 50 欧元的设备让一个耗资数百万欧元的项目陷入停滞。 

您已在开放环境中设置了基站,其位置已被正确测量,并且它正在跟踪来自头顶可见的所有卫星的信号,具有良好的信噪比。可能会出现什么问题?

以下是一个大型建设项目的一个建筑工地上可能出现和确实出现问题的情况。一支由挖掘机、推土机、打桩机和平地机组成的大军在狭窄的区域内作业,他们的活动由 RTK 制导系统精心策划。工头知道每辆车的位置,精确到厘米。在没有警告的情况下,GNSS 定位丢失,操作员制导装置的屏幕上出现警告信息,工作陷入停顿,导致数天甚至数周的机械停机时间和工时损失。

罪魁祸首:个人隐私设备
建筑工地靠近一条繁忙的大道,商用车辆经常出入,这些车辆的行驶情况通常受到包括 GNSS 接收器在内的跟踪设备的监控。例如,此类设备可确保驾驶员不会超过法定驾驶时间或避免缴纳道路通行费。 

近年来,越来越多的驾驶员转向使用廉价的 GNSS 干扰设备(如图 1 所示),以便在不被发现的情况下行驶或阻止内置防盗系统。



典型的非法车内 chirp 干扰器(又名个人隐私设备或 PPD)
 

问题是,尽管这些 GNSS 干扰器或 PPD(个人隐私设备)功率较低,但 GNSS 信号的功率甚至更低。一个由 12 V 汽车点烟器插座供电的 PPD 的功率足以消除数百米半径内的 GNSS 信号。随着保险或道路收费中越来越多地使用 GPS 跟踪器,近年来干扰事件的数量大幅增加。   

美国国土安全部 (DHS) 国土基础设施威胁和风险分析中心 (HITRAC) 的一份报告记录了 2011 年纽瓦克自由机场的案例,其中 PPD 对新的基于 GPS 的着陆辅助系统造成了有害干扰。随后的监测证实,平均每天发生 5 起干扰事件。根据该报告,PPD 被认为是 GPS/GNSS 中断的三大威胁之一。
 
GNSS 不仅仅是定位
GNSS 应用早已超越定位。GNSS 已成为蜂窝通信等各个领域关键基础设施的一部分,提供商使用 GPS 时间来管理移动电话和电话塔之间的通信,银行和股票市场则使用 GPS 为交易添加时间戳,以帮助防止欺诈罪。

个人隐私设备对 GNSS 信号的影响
大多数便宜的车载 PPD 都会传输线性调频信号,该信号是一种频率随时间快速变化的信号。这样,带宽相当窄的信号就可以覆盖大范围的 GNSS 频谱。图 2 显示了来自线性调频干扰器的信号对 GPS L1 频段的影响。1565 至 1585 MHz 之间的区域主要是干扰机,有效地淹没了 GPS L1 信号。

频谱分析仪显示在 WIMU(宽带干扰抑制)激活之前(蓝色)和之后(红色),GPS L1 信号受到线性调频干扰信号的污染
 

针对 GPS/GNSS 干扰和欺骗的 Septentrio 解决方案
大多数干扰事件的间歇性使得它们难以检测,甚至更难以诊断。这就是为什么 Septentrio 在其 GNSS 接收器中提供内置保护,防止有意和无意的干扰。作为我们获得专利的高级干扰抑制 (AIM+) 技术的一部分,我们开发了一个复杂的采样和抑制机制系统,称为 WIMU(宽带干扰抑制)。图 2 中的红色迹线显示了在存在线性调频干扰器干扰的情况下激活 WIMU 时的戏剧性结果。有关 WIMU 的更多详细信息,请参见此处


不带 RFI 的 10 mW Chirp 干扰器 带 WIMU RF 的 10 mW Chirp 干扰器
已激活干扰缓解 已激活干扰缓解
 

对用户的好处
WIMU 的效果也如下图所示。白色三角形表示坦帕市中心 10 mW 线性调频干扰机的位置,红色区域是干扰机干扰 GNSS 信号的区域。例如,当在Septentrio 接收器上启用 WIMU 时  ,红色区域指示的“无 RTK区域”会从几百米减少到几米,有效地将干扰器的范围限制在其插入的汽车内部。   

 
正常运行时间有保证
AIM+ 技术为 Septentrio GNSS 解决方案的用户带来了可观的成本效益。无论是在城市还是农村地区、在建筑工地还是在驾驶无人机,PPD 和其他干扰源的有害影响都可以大大减少,从而减少因工时损失而导致的停机时间和成本。

AIM+ 适用于所有当前的Septentrio GPS/GNSS 解决方案

在大多数国家,干扰 GNSS 信号是非法的。如果您怀疑您工作的区域存在干扰问题,请向当地执法机构报告。 


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