Jaśniejsze sygnały poprawiają dokładność nawigacji
Zakłócenia wielodrożne są częste w takich środowiskach jak lasy czy też na horyzoncie, gdzie źródłem problemów są odbicia od powierzchni Ziemi. Mimo że współczesne odbiorniki GPS cechują się dużą dokładnością w warunkach LOS, zakłócenia wielodrożne pozostają częstą przyczyną błędów w globalnym systemie nawigacji satelitarnej (GNSS). Zaburza to pracę algorytmów szacowania opóźnienia czasowego, które mają kluczowe znaczenie dla usług pozycjonowania. Konsorcjum projektu DISAP (Displacement synthetic aperture antenna advanced technology demonstrator), finansowanego ze środków UE, opracowało koncepcję odbiornika eliminującego zakłócenia wielodrożne i celowo generowane fałszywe sygnały. Techniki apertury syntetycznej, łączące dane pochodzące z wielu czujników — lub czujnika przemieszczającego się między wieloma punktami — są szeroko stosowane w systemach radarowych. Naukowcy uczestniczący w projekcie DISAP zaadaptowali tę koncepcję do odbiorników GNSS, modyfikując odbiornik programowy opracowany przez jednego z partnerów. Nowe rozwiązanie pozwoli znacząco poprawić dokładność i niezawodność śledzenia sygnału GNSS oraz wyeliminować sytuacje, w których nawigacja GNSS jest niemożliwa. Zbudowano i przetestowano dwa prototypy: antenę obrotową o promieniu 50 cm oraz antenę pionową o maksymalnym przemieszczeniu w pionie wynoszącym 1,4 m. Antena obrotowa została zaprojektowana do pracy w lasach lub budynkach. Z kolei antena pionowa przeznaczona jest dla stacji referencyjnych GNSS, w którym potrzebne są dokładne pomiary na niskich wysokościach. Chodzi tu o lokalne stacje GNSS na lotniskach, nadające dane korygujące GNSS umożliwiające samolotom bezpieczne lądowanie. Całe przetwarzanie sygnału dokonywane jest przez komputer osobisty w czasie rzeczywisty, a oba systemy obsługują standardowe sygnały satelitarne (GPS L1, L2P, L2C, L5 oraz Galileo E1, E5a). Anteny przetestowano przy pomocy specjalnego stanowiska testowego umieszczonego na dachu budynku z dobrym polem widzenia, a ich działanie porównano z antenami statycznymi. Testy wykazały, że anteny DISAP eliminują 70–80% zakłóceń wielodrożnych. Oprócz tego obie anteny potrafiły identyfikować i eliminować fałszywe sygnały. Odbiornik i anteny DISAP są sprawne i powinny zostać wprowadzone na rynek w ramach projektów będących kontynuacją omawianej inicjatywy. Efektem powinno być znacznie dokładniejsze pozycjonowanie w szeregu trudnych i ważnych z punktu widzenia bezpieczeństwa zastosowaniach.
Słowa kluczowe
Zakłócenia wielodrożne, GPS, GNSS, apertura syntetyczna, przetwarzanie sygnału, fałszywe sygnały
