GNSS interference detection

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.