Для совершенствования технологии подавления помех планируется использовать малые спутники на низких орбитах

Космические приёмники ГНСС стали универсальными датчиками для навигации космических аппаратов, особенно на низких околоземных орбитах (LEO), часто также поддерживая научные начинания или выступая в качестве специализированных научных полезных нагрузок.

Эта технология имеет решающее значение для многих миссий, особенно для улучшения навигационных систем. Однако растущая угроза радиочастотных помех (RF) затрудняет миссии спутников LEO, которые полагаются на точное позиционирование. Учитывая этот контекст, крайне важно рассмотреть следующие вопросы:

• Являются ли космические приёмники наиболее подверженными риску глушения?

• Как глушение влияет на надёжность космических приёмников?

• Какие методы смягчения последствий доступны?

Благодаря внедрению технологии подавления помех малые спутники могут обеспечить бесперебойный доступ к точным данным о местоположении/времени даже в сложных условиях, где могут происходить попытки глушения. Эта возможность повышает надёжность и эффективность миссий малых спутников, позволяя им выполнять свои задачи с большей устойчивостью и эффективностью.

Учитывая широко признанный статус помех, они зависят от мощности и занятости спектра, что приводит к нарушению работы сигналов ГНСС. Исходя из этого, радиочастотные помехи можно разделить на другие категории, такие как радиочастотные помехи, спуфинг, помехи с согласованным кодом и многие другие. Мониторинг помех со спутников LEO вместо наземных приёмников обеспечивает уникальную точку зрения Земли с глобальной перспективой на паттерны помех в высоком разрешении.

В статье исследователей из Университета Бундесвера акцент делается исключительно на приёме сигналов помех на антеннах, обращённых в зенит, поскольку дополнительные шумоподобные сигналы могут накладываться на подлинные сигналы ГНСС и ухудшать производительность решения PVT на спутнике во время анализа постобработки. Недоступность PVT или ухудшенное решение PVT отрицательно повлияет на способность локализовать глушитель. Направленная вверх зенитно-ориентированная антенна, используемая на спутнике, включает конструкцию патч-антенны L1/L5 [11]. С полосой пропускания 20 МГц и шириной луча -3 дБ, охватывающей 90°, она тщательно спроектирована для оптимизации эффективности приёма, обеспечивая при этом широкое покрытие созвездия ГНСС.

Моделирование солнечно-синхронной орбиты спутника с использованием элементов Кеплера было инициировано для создания сценария глушения на зенитной антенне. В этой статье представлена среда моделирования. Она проясняет геометрическую связь между спутником и излучателем с акцентом на моделировании принимаемой мощности помех на зенитной антенне спутника. Структура включает моделирование связи, расчёт потерь в свободном пространстве, азимут, определение угла места входящей волны на спутнике и моделирование диаграммы направленности зенитной антенны для учёта различных коэффициентов усиления при различных углах азимута и места. Интегрируя эти элементы, моделирование позволяет точно анализировать принимаемую мощность во время одного пролёта.

Возможно реализовать надёжные контуры отслеживания, позволяющие приёмнику предоставлять непрерывные и точные результаты позиционирования.

Основная цель внешней помощи заключается в получении данных о скорости путём прогнозирования орбитального движения спутника, что имеет важное значение для отслеживания несущей с уменьшенной полосой пропускания петли (полоса пропускания ФАПЧ). Преобразуя эти данные о скорости в линию прямой видимости, становится возможным установить помощь несущей-Доплера в каждом канале, тем самым очерчивая область прямой видимости между пользователем и спутником. Эта информация о несущей с помощью Доплера затем может быть использована для отслеживания кода. Доказано, что включение помощи Доплера повышает устойчивость приёмника к помехам и глушениям.

Технология моделирования предоставила ценные сведения о проблемах, связанных с атаками глушения, и проверила одиночный проход одного спутника над излучателем и обработку сигналов глушения в приёмнике ГНСС с реализацией контура отслеживания кода с доплеровским сдвигом несущей. Разработанная методика смягчения неблагоприятных последствий глушения, как было доказано, обеспечивает более высокую степень надёжности, а также более точное позиционирование приёмника. Приёмник продемонстрировал надёжность, сведя точность к дециметровому уровню в течение прогнозируемого времени конвергенции 20 секунд. Тем не менее, по-прежнему необходимо выяснить, остаются ли эти результаты применимыми при учете атмосферных эффектов и других источников ошибок в моделировании.

По материалам открытых источников