Особенности работы ГНСС в условиях сильных радиопомех.
Изменившиеся условия в области спутниковой навигации в РФ период с 2022 года оказали сильное влияние на работу спутниковых навигационных приёмников. В зону действия РЭБ (Радиоэлектронная Борьба) попало множество регионов страны, и гражданские пользователи столкнулись с проблемами в эксплуатации приёмников как навигационного (субметровой точности), так геодезического (сантиметровой) уровня точности.
Проблема с получением навигационного решения затронули практически все области народного хозяйства:
Логистику, в особенности морскую навигацию. За годы использования спутниковых навигационных систем была утрачена часть навигационных знаков и систем наземного радио ориентирования.
Большая часть морских штурманов банально разучились использовать наземные маяки и альтернативные спутниковой навигации способы получения точных координат судна (счислении курса и скорости судна).
Профессиональная геодезия.
Ситуация с ухудшением работы спутниковых навигационных систем по всей видимости будет продолжаться и профессионалам в различных областях требуется адаптироваться к новой реальности для обеспечения безопасности навигации и выполнения геодезических работ. Средства РЭБ позволяют эффективно подавлять любые спутниковые навигационные системы в зоне своего действия и затрудняют работу таких систем на удалении.
В этой статье перечислим известные способы улучшения ситуации при эксплуатации приёмников Geobox Fora One Radio и приёмников, созданных на основе One (Fora Lux).
Системы РЭБ в основном работают в двух режимах противодействия спутниковой навигации:
Spoofing (от английского spoof – розыгрыш, обман). Подмена координат. Станция РЭБ транслирует информационный сигнал аналогичный действующим навигационным спутниковым системам с измененными координатами. Результат – приёмник неправильно определяет позицию. В данной статье будет использоваться термин «Подмена координат».
Jamming (от английского jam – сжатие) . Помехи. Станция РЭБ генерирует помеху на частотах трансляции спутникового навигационного сигнала (1100-1600 MГц). Результат – приёмник имеет проблемы с получением навигационного решения. В данной статье будет использоваться термин «Помеха».
Способ 1.
Выбор аппаратной части (навигационного приемника).
Как в случае «помехи», так и в случае «подмены координат» система РЭБ имеет определённый частотный диапазон работы. Приемники с большим выбором поддерживаемых навигационных систем и частот трансляции будут иметь преимущество по сравнению с приемниками с меньшим количеством систем и частот.
Навигационные приемник Фора Оне выпускаются в двух вариантах:
184 канала, L1/L2
1408 каналов, L1/L2,L5
Оба варианта имеют репутацию устойчивых к РЭБ, что видно из вышеперечисленных характеристик (все системы, многочастотность), но вариант 1408 каналов обладает некоторым преимуществом по сравнению с вариантом 184 канала.
Оба процессора имеют встроенный алгоритм отбраковки сигналов, которые были подвержены воздействию РЭБ типа «Помеха» и «Подмены координат». Алгоритм отбраковки сигналов у процессоров разный, но эффективный.
Говорить о преимуществе какого-либо варианта приемника не представляется возможным, так как в зависимости от разных ситуаций процессоры ведут себя не одинаково. Проще говоря где-то лучше работает приёмник с вариантом 184 канала , а где-то вариант 1408 каналов.
Часть пользователей комбинирует в своих системах оба приёмника. Оба варианта приемника имеют встроенные детекторы помех двух типов «Помеха» и «Подмена координат» с возможностью логирования.
ГНСС антенна — это непременный элемент спутниковой навигационной системы. ГНСС антенны имеют разные частотные характеристики и могут быть активные (встроенный усилитель) и пассивные.
Исходя из технических характеристик и опыта эксплуатации, для работы в условиях РЭБ можно рекомендовать:
Мультичастотная мультисистемная спиральная антенна с частотами для приема спутниковых дифференциальных поправок (GPS L1/L2/L5, GLONASS L1/L2/L3, GALILEO E1/E5/E6, BDS B1/B2/B3, L-Band), SMA-J. Геометрия антенны и наличие встроенных фильтров обеспечивает устойчивость к помехам типа П и ПК.
Для устранения эффекта от действия РЭБ, имеется возможность производить дополнительную настройку приемника. Дополнительная настройка зависит от конкретных условий работы. ГНСС приёмники Geobox Fora One имеют расширенный (профессиональный) доступ к настройкам приёмника.
Дополнительная настройка приемников подразумевает изменение следующих параметров:
Выбор спутниковых группировок, участвующих в решении.
Выбор маски возвышения диапазона принимаемых спутников.
Получить консультацию о наиболее работоспособном варианте настройки приёмника под конкретные условия работы можно у специалистов компании «Геоприбор». Настройку приёмника Fora One можно производить разными способами, наиболее простой и доступный вариант – при помощи Web интерфейса.
Дифференциальные системы измерения имеют в своем составе как минимум два приёмника – База и Ровер, соответственно вся система становится в два раза уязвимее от действия РЭБ, но при этом надо отметить то, что правильно работающая связка «База-Ровер» в режиме RTK более устойчива к действию РЭБ, особенно в части помех типа ПК.
Приёмники Geobox Fora One универсальны и могут быть как базой, так и ровером. Вариант Fora One Radio оснащен встроенным радиомодем для передачи и приема дифференциальных поправок на большие (до 15 км) расстояния.
При установке Базы следует обратить внимание на выбор места для установки.
Критерии выбора места для Базы в условиях РЭБ:
Закрытость от действия РЭБ рельефом, зданиями непроницаемыми для радиолучей.
Высота для обеспечения максимальной дальности передачи
Данный способ является следствием предыдущего способа. Ровер в режиме RTK непрерывно получает поток дифференциальных поправок и использует их в обработке своего навигационного решения, что делает навигационное решение более устойчивым к помехам тип ПК. Поэтому геодезист может получить фиксированное ГНСС решение в том месте, где его возможно получить и «внести» приемник с фиксированным решением в зону, где получить это решение невозможно и произвести измерительные работы.
Пример.
Археологическая экспедиция, работая в одном из новых регионов РФ, столкнулась с проблемами при эксплуатации геодезических приемников Geobox Fora Lux.
Описание проблемы:
При работе от сети дифференциальных поправок приемник не имеет фиксированного решения.
После анализа полученных от пользователя данных, специалисты ООО «Геоприбор» предложили комплексный варианты решения проблемы:
Были изменены настройки приёмника
Был предложен вариант использования своего базового решения, благо экспедиция имела два приёмника Fora Lux с встроенными радиомодемами, что позволило заменить некорректно работающую сеть дифференциальных поправок.
При устройстве базы, было рекомендовано использовать рельеф для того, чтобы защитить базовую станцию от помех.
Для работы в местности, где производились раскопки, было предложено использовать метод «вноса фиксированного решения».
Задачу точного позиционирования места раскопок удалось решить.