США прокомментировали аномалии сигнала GPS спутника SVN49

14.04.2010

США прокомментировали аномалии сигнала GPS спутника SVN49

    Управление GPS находится в середине длительного процесса поиска компромисса между 9-ю вариантами, подходящими для смягчения последствий  аномального сигнала со спутника GPS SVN 49.

    В телеконференции 26 марта, подполковник Джеймс Лейк (James Lake), заместитель главного инженера управления, подчеркнул, что некоторые варианты вполне могут улучшить производительность одних приемников, но значительно ухудшить работоспособность других.

    Он подчеркнул обеспокоенность ВВС тем, что некоторые приемники, не соответствующие спецификации пользовательских навигационных интерфейсов (IS-GPS-200), «очень усложняют проблему».

    В подобных (несоответствующих спецификации) устройствах может использоваться  ПО, которое не  использует всю информацию, содержащуюся в навигационных сигналах. Либо разработчики используют зарезервированные части информационных пакетов в своих целях, и в результате, когда после очередного обновления эти части начинает использовать GPS оборудование, оно не может функционировать в заданном режиме.

    Влияние аномалии на пользователей является переменным и зависит от специфики устройств – применения одно или 2х частотных приемников, от типа и интервала коррелятора, используемых локальных дифференциальных методов, от использования фазы или кода сигнала.

    Таким образом, ВВС США не имеет единого решения, которое подошло бы всем и сразу, как заявил Лэйк в ходе полуторачасового выступления.

     Подчеркивая желание ВВС привлечь широкий круг производителей к решению вопроса урегулирования последствий аномального сигнала, Лэйк сказал: «Если вы что-то убрали или добавили при разработке программного обеспечения [для приемников], мы хотим знать, кто вы и что вы сделали. Мы на самом деле хотим сотрудничать с вами»


     Предложенные варианты и комментарии к ним.

     В издании Federal Register от 26 марта, Министерство Транспорта / Администрация по исследованиям и инновационным технологиям представили варианты повышения эффективности работы с SVN49.

    Возможные подходы, включая некоторые недавно предложенные варианты к решению проблемы, вкратце можно описать следующим образом:

1. Переместить фазовый центр антенны на 152 метра вверх относительно фактического местоположения спутника и изменить частоту тактового генератора.
2. Оставить на SVN 49 заводские настройки APC и тактового генератора как есть.
3. Пользователям перейти к приемникам с функциями подавления многолучевого распространения для минимизации негативного воздействия сигналов SVN 49
4. Модифицировать программное обеспечение приемников для использования корректировочной таблицы учитывающей уникальность сигнала SVN 49
5. Увеличить для SVN 49  точность измерения расстояния (URA), установить значение не меньше «3», тем самым изменяя биты данных в информационном сообщении GPS, что позволит уменьшить влияние сигнала SVN 49 либо вообще исключить его.
6. Удалить модуляцию данных из L2 P(Y)-кода для смягчения влияния на пользователей, которым требуется высокая точность.
7. Изменить L2C PRN код на "уникальную последовательность", чтобы препятствовать пользователям L2C использовать SVN 49.
8. Изменить SVN–49 от PRN01 до PRN32, чтобы препятствовать пользователям (военным) обновлять WAGE.
9. Использовать запасной «оздоравливающий» код; это в будущем даст возможность пользователям использовать SVN 49, несмотря на его некорректную работу.

    Каждый пункт был разработан для конкретной группы пользователей, осознанно использующих тот или иной тип приемника, и может использоваться совместно с другими вариантами, или отдельно, сам по себе.  Все изменения предназначены только для работы с SVN 49, и не изменяют режимы работы с другими спутниками GPS.

    На информационном брифинге, подготовленном полковником Дэвидом Голдстейном (David Goldstein), главным инженером управления GPS,  обсудили 9 параметров более подробно.

    Лэйк надеется на обратную связь с пользователями и подчеркивает, что эти варианты не должны рассматриваться как готовое решение, а применять их надо по отдельности и в различных сочетаниях. «Таким образом», сказал он, «ВВС желает знать  о проблемах, возникающих при индивидуальной настройке» конкретного типа оборудования, которое компании производят, а люди используют.

     Вторая телеконференция управления GPS, посвященная нейтрализации последствий, запланирована на 16-00 30го апреля.


    Некоторые замечания относительно аномальности SVN 49

    Запущенный 24 марта 2009г., SVN 49 несет специальный демонстрационный источник сигнала L5, добавленный в IIR-M. Тогда появилась вероятность, что IIF не будет запущен вовремя для обеспечения Международному Телекоммуникационному Союзу (ITU) резервирования частоты нового сигнала.

    Помимо L5, сигналы GPS L1 и L2 передаются через 162х дюймовый кабель на резервный вспомогательный порт, где соединяются с массивом передающих антенн. Затем L1 и L2 отражаются от фильтра L5 и идут в разные стороны по кабелю. Это отражение вызывает вторичный сигнал с примерной задержкой 30 нс, и в результате со спутника идет непрерывный многолучевой информационный поток.

    Ошибка проявляет себя при увеличении угла подъема из-за усиления «разницы в псевдодальности», поскольку SVN 49 кажется выше в небе с точки зрения пользовательского оборудования. Навигационное сообщение спутника помечено как «ошибочное», но приемники всё равно могут обрабатывать сигнал.

    Такое аномальное поведение является уникальным для SVN 49. Лэйк заявил, что ВВС не ожидают схожих проблем на новом поколении GPS блоков IIF и III, которые будут обрабатывать сигнал L5 по-другому.

    Как временное решение, воздушные силы подкорректировали время спутника для погашения 30 наносекундной задержки и передают эфемериды как будто бы фазовый центр антенны (APC) сдвинут на 152 метра вверх.

    Это эффективно снижает максимальную ошибку, получаемую пользователями базовых станций GPS, более чем с 4-х до менее чем 1 метра, тем самым, не давая ошибкам измерений нарушить нормальное функционирование сегмента управления.

    «Разница в псевдодальности» (PRR) не имеет значения, пока высота спутника не достигнет 60 градусов, но и тогда PRR приблизительно такой же, как в старых, до сих пор функционирующих спутниковых блоках IIA Кроме того, из-за расположения орбитальных плоскостей в группировке спутников GPS, большинство спутников находятся ниже этой высоты. Эти факторы привели к тому, что некоторые высказываются за 2-ой вариант – считать SVN 49 работоспособным без каких-либо попыток избавится от аномалии.

    Учитывая относительную точность единственной частоты L1 C/А-кода приемников, аномалия SVN 49 на практике почти незаметна. Таким образом, предлагаемые поправки предназначены для более дорогих и точных приборов, использующих  двойную частоту, которые обрабатывают и коды сигналов, и фазы носителя.


    Переменный эффект аномального сигнала

    На некоторые приемники высокого класса с использованием передовой технологии гашения многолучевого распространения никак не повлияет ошибочный сигнал SVN49, но другие могут совсем не работать. Эффект искажения сигнала существенно различается в зависимости от используемого оборудования и ПО. Эти различные явления мешают создать одно общее решение проблемы для всех пользователей.

    4-й вариант, например, предлагает производителям приемников обновить программное обеспечение таким образом, чтобы добавить таблицы корректировки для компенсации ошибки при повышении угловой высоты для определенных типов приемников, работающих на основе отслеживания частот и кодов, использующих входную полосу пропускания и определенные типы и интервалы корреляторов.. 

    5-й вариант, который требует увеличения  URA до 3 или выше, мог бы снизить влияние сигнала SVN 49 на измерения. Но многие приемники не используют URA, считая его бесполезным при наличии дифференциальных поправок.

    Дополнительно к общению с производителями и пользовательскими сообществами,  военно-воздушные силы будут использовать Инженерный Форум Национальной Космической PNT Системы (National Space-Based PNT Systems Engineering Forum,  NPEF) и другие средства для сбора отзывов о вариантах смягчения последствий.

    Управление GPS и 50-е Космическое Управление на Главной Станции Контроля GPS (GPS Master Control Station), находящиеся на база ВВС в Шривере (Schrieve), Колорадо, надеются решить проблему с SVN 49 в  июне 2011.

    Отмечая, что производителям и потребителям, вероятно, придется жить с принятым решением  на протяжении ближайших 20 лет – с учетом времени работы спутников IIR на орбите – Лэйк сказал: «Мы не хотим обнаружить новые проблемы, после того, как исправим эту. Так уже бывало ранее». С 30-ю рабочими спутниками на орбите и ещё с 4-мя, готовыми вступить в строй, ВВС не спешат утверждать окончательные действия по SVN49.

   
    По материалам

    http://www.insidegnss.com/node/2024#Baseband_Technologies_Inc_

    Перевод

    Права на перевод принадлежат ©GPSClub.ru , перепечатка без согласия Автора запрещена

    Читать по теме:

    Установлены причины аномальной работы GPS спутника SVN49.