ДЗЗ: боремся с помехами
В статье специалистов Московского государственного университета геодезии и картографии, опубликованной в Международном журнале научно-исследовательском журнале, представлены результаты экспериментального исследования влияния портативного источника преднамеренных радиопомех на работоспособность современной спутниковой геодезической аппаратуры (СГА).
Целью работы является определение реального радиуса эффективного воздействия устройства и сравнительный анализ информативности выходных метрик приёмника для детектирования маскирующей заградительной и имитационной помехи.
Методика полевых испытаний предусматривала поэтапное сближение источника маскирующей заградительной помехи (EaglePro «Метель-PRO») с многочастотным геодезическим приёмником M68G на дистанциях от 400 до 0 м с непрерывной регистрацией параметров отношения сигнал/шум (SNR), кодово-фазовых псевдодальностей и расчётного параметра многолучевости. Установлено, что фактическая зона эффективного воздействия многократно превышает заявленные производителем 10 м: полный срыв слежения за сигналами L1/G1/E1/B1 фиксируется на дистанциях до 50 м, а деградация SNR и возникновение аномалий в измерительных данных наблюдаются вплоть до 200–400 м. Доказано, что соотношение сигнал/шум (SNR) не обеспечивает достоверного обнаружения воздействия на расстояниях свыше 100 м, оставаясь в пределах естественных флуктуаций. В качестве наиболее информативного индикатора предложен параметр многолучевости, демонстрирующий высокую чувствительность к фазовым искажениям приёмного тракта даже для частотных каналов, не являющихся прямой целью подавления.
Экспериментально подтверждено, что многочастотная архитектура СГА не гарантирует устойчивости работоспособности при сближении с источником помех менее чем на 50 м, а на дистанциях 10–20 м приводит к необратимой деградации и полной потере навигационного решения независимо от количества используемых частотных диапазонов.
Полученные данные обосновывают необходимость внедрения алгоритмов мониторинга многолучевости для раннего выявления маскирующей заградительной помехи, а также могут быть использованы при разработке протоколов защиты высокоточных геодезических измерений и совершенствовании помехоустойчивых приёмных трактов ГНСС-аппаратуры.
Спутниковые навигационные системы (ГНСС) являются критически важным элементом современной инфраструктуры, обеспечивая функционирование геодезического производства, беспилотных авиационных систем, транспорта и систем синхронизации времени. Однако в настоящее время наблюдается рост количества инцидентов, связанных со сбоями в работе спутниковой геодезической и навигационной аппаратуры. Основная причина данного явления — широкое распространение устройств преднамеренного подавления спутниковых навигационных сигналов. В публицистической и научной литературе такие средства часто обозначаются терминами «глушилки» или «джаммеры» (от англ. jammers). Несмотря на законодательные ограничения на оборот специальных технических средств, данные устройства доступны на рынке радиоэлектронной техники. При этом заявленные в паспортах технические характеристики часто не соответствуют реальным условиям распространения радиоволн на местности. Их неконтролируемое использование приводит к сбоям в работе приёмной аппаратуры, потере точности позиционирования и полному отказу навигационного поля.
На текущем этапе в гражданском сегменте представлен широкий спектр технических средств, предназначенных для формирования помеховой обстановки. Классификация данных устройств по характеру воздействия на навигационное поле (НАП) выделяет два основных класса: средства создания маскирующих заградительных (jamming) и имитационных помех (spoofing). Принцип их действия заключается в формировании шумового излучения, спектральная ширина которого превышает полосу пропускания приемного тракта целевой аппаратуры. Это обеспечивает подавление полезного сигнала по мощности во всем рабочем частотном диапазоне, снижая отношение сигнал/шум ниже порога обнаружения.
При этом влияние на геодезическое производство вырежется в снижении точности позиционирования и увеличения трудозатрат: заградительные помехи срывают фазовые слежения, делая невозможным выполнение работ в режиме статика и кинематика, а имитирующие — создают риск полной отбраковки выполненных наблюдений уже на камеральном этапе [11]. В следствии чего инженерам приходится выполнять повторные измерения и при этом применять альтернативные традиционные методы, что существенно повышает себестоимость работ.
В дальнейшем планируется провести сравнительный анализ устойчивости различных видов спутниковой геодезической аппаратуры к воздействию средств постановки помех, охватывающих весь спектр частот ГНСС (включая L5, E5, B2). Такой подход позволит исключить влияние спектральных ограничений источника воздействия и оценить универсальность выявленных закономерностей для разных типов приёмников.