Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

GNSS interference detection.

GNSS interference detection. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen Ladda ned som PDF
Författare: Erik Axell
Ort: Linköping
Sidor: 37
Utgivningsår: 2014
Publiceringsdatum: 2014-05-14
Rapportnummer: (FOI-R--3839--SE)
Nyckelord GPS, GNSS, detektion, störsändning, interferens
Keywords GPS, GNSS, detection, jamming, interference
Sammanfattning Användandet av Global Navigation Satellite System (GNSS)-mottagare, t.ex. Global Positioning System (GPS), är vitt spridd i samhället idag. GNSS-mottagare används för navigering inom många säkerhetskritiska områden såsom marin, flyg och polis/räddningstjänst, men även för tidssynkronisering i viktiga infrastrukturella tillämpningar som mobiltelefonisystem, elnät och finansiella system. Med hög användning och hög tillit, kommer också en sårbarhet mot avbrott p.g.a. interferenser, störsändning eller vilseledning. Ett första steg för att motverka effekterna av störsändning är att upptäcka störaren och att varna användaren för att positionslösningen är otillförlitlig. Huvudmålet med detta arbete är att utvärdera olika sätt att detektera störsignaler i de frekvensband som används av GNSS. Målet med arbetet har varit att utvärdera möjligheterna att upptäcka en okänd störsignal. Därför har fokus varit att utvärdera detektorer som inte kräver någon kunskap om störsignalens specifika egenskaper. Utvärderingarna i detta arbete har gjorts baserat på mätningar av riktiga GPS-signaler och störsignaler. I rapporten visas att detektorer som baseras på mottagen energi, automatic gain control (AGC), och mottagarens uppskattade carrier-to-noise ratio (C/N0) kan användas för att upptäcka många olika typer av störsignaler från smalbandiga (CW) till bredbandiga (> 20 MHz) signaler. Prestanda för de olika metoderna beror på tillämpningen och dess krav, såväl som på hårdvaran och möjligheten att justera parametrar såsom beslutströskel och detektionstid. Energidetektion är en enkel metod som ofta fungerar bra. För att beräkna den mottagna energin måste man i princip ha tillgång till rådata i mottagaren, vilket i allmänhet inte är möjligt i en kommersiell produkt. AGC-värden kan finnas tillgängliga i större utsträckning, och därför kan en detektor baserad på AGC vara ett bra alternativ till energidetektion, med liknande egenskaper. Naturligtvis är AGC-värden oundvikligen kvantiserade, och därför förloras viss prestanda jämfört med att använda rådata. C/N0-baserade detektorer är i allmänhet inte lämpliga att använda i tillämpningar där den mottagna signalstyrkan från satelliterna normalt varierar, t.ex. i dynamiska scenarier i stadsmiljö. Detta beror på att dessa detektorer inte kan skilja mellan en minskad signalstyrka i GNSS-signalen och en ökad störsignal.
Abstract The use of Global Navigation Satellite System (GNSS) receivers, such as the Global Positioning System (GPS), is wide spread in the society today. GNSS receivers are used for navigation in many safety critical sectors, such as maritime, aviation and first responder applications, but also for timing synchronization in important infrastructural applications such as the power grid, mobile telephony systems and financial investment systems. With the wide spread usage and high reliance of GNSS, also comes vulnerability to outages due to interference, jamming and spoofing. The first step towards mitigating the effects of jamming is to detect that there is a jammer and if the delivered GNSS position and time solution is unreliable. The main goal of this work is to evaluate different approaches for detecting interference signals in the GNSS frequency bands. The focus of the evaluation has been on detectors that makes no assumption on the jammer signal characteristics. The evaluations in this work are based on measurements of authentic GPS and jamming signals. It has been shown that detectors based on received energy, automatic gain control (AGC) levels, and receiver carrier-to-noise (C/N0) estimates are able to detect many different types of signals ranging from narrow band (continuous wave) signals to wide band (>20 MHz) signals. The performance of the different methods depends on the application and its requirements, as well as on the hardware and the possibility to change parameters such as the decision threshold and detection time. Energy detection is a conceptually simple detector that often performs very well. However, to compute the energy, one essentially needs to have access to the raw IF samples. These are generally not available in an off-the-shelf product. AGC values could be available and therefore an AGC based detector could be a good alternative to the energy detector, with similar properties. Of course, the AGC gain is necessarily quantized, and as such some detection performance is lost as compared to dealing with raw IF data. C/N0-based detectors in general are not suitable for applications where the received satellite signal strength normally varies, such as dynamic scenarios in urban environments. The reason is that these detectors cannot distinguish between an increased noise-plus-jammer-power and a decreased desired signal power.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182