Пеленг был бы ОДНОЗНАЧНО возможен если бы напрямую принимали 1575.42 MHz как со спутника так и симулятора. Со спутника это невозможно, в некоторых случаях (пока сигнал выше теплового шума) возможна пеленгация симулятора. Все.
Почитайте откуда в приёмниках берется фазовая дальность с сантиметровой-миллиметровой точностью, при том что уровень сигнала ниже уровня тепловых шумов и измерять вроде как нечего. Потому-что мы ходим по кругу.
Ок, раз реальные данные вам неинтересны то проведите мысленный эксперимент.
1. GPS-антенна через сплиттер на два кабеля
2. Один кабель длиной 1 метр, второй кабель бухта 300м
3. Заведите их в смеситель (например от спутниковых тарелок)
4. Получится ровно то что вы описали — расстояние между локальными максимумами по всем спутникам одинаковое за счет одинаковой задержки в кабеле, т.е. нарисованная мной картинка одинакова для всех спутников.
Вопрос — какие координаты покажет приёмник?
Если зацепится за первые пики то покажет координату антенны.
Если зацепится за вторые пики то покажет координату антенны (от первого решения он будет отличаться только в dT, который нам малоинтересен).
Вывод: что же это за спуфер такой, который подсовывает нам наши же координаты, в чем смысл? ))
Это довольно идеализированная картинка и именно её я имел в виду когда отвечал. Эти два пика отличаются, где настоящий а где сим., с точностью до одной константы по всем спутниками, т.е. различить по пеленгу невозможно.
Это вполне реальная картинка.
Возьмите два RINEX-файла, например из Звенигорода и Менделеево, и сравните разницу дальностей по каждому спутнику — это далеко не константа. С фазовыми дальностями то же самое.
Вот что я имел в виду, корелляционная функция при наличии спуфинга
Понятно что для некоторых спутников в зависимости от их положения и симулироемой позиции эти максимумы могут совпасть, но для большинства спутников будут раздельные пики.
Ищем первым каналом максимум, включаем режим слежения. Во втором канале начинаем перебирать смещения от 1 до 1023 чипа и ищем следующий максимум и т.д. В результате у нас есть две псевдодальности, из которых мы не знаем какая корректная. То же самое относится к навигационным данным (ведь спуфер может поиграться с ними).
Как отделить корректные дальности от симулируемых я писал выше — отсеивать по пеленгатору, либо запускать в общее уравнивание разные комбинации и т.д.
В качестве резюме.
В 1993 году я работал с проф.приёмниками Trimble, а далее в высокоточной навигации (Multireference DGPS, это когда дифпоправки не от одной станции, а от нескольких). Причем всё настраивалось вручную и анализировалось, какую станцию оставить, а какую выкинуть. f-test, w-test — все дела. Про IODE знает любой кто работал с коррекциями RTCM 2.x, с появлением GCDGPS всё это стало не нужно.
Поверьте я тоже что-то знаю и не с потолка беру свои мысли. Жаль что беседа приобрела такой характер.
Я полностью согласен что уровень знания систем GNSS сегодня очень низок, поэтому не виню вас в скепсисе по поводу моих сообщений. Раньше любой геодезист или гидрограф знали основы, а сегодня, т.к. всё работает стабильно, просто нажимают кнопки.
Там ситуация такая — P-код известен, но он дополнительно модулируется неизвестной функцией Y и получается P(Y). Производители геодезических приёмников опытным путем выяснили, что эта «случайная» последовательность емнип 50 Hz, т.е. в течение 20 мсек P(Y) код известен и совпадает с P-кодом или его инверсией. Всё это замечательно работает, приёмники хорошо продаются, измерение дальностей по P-коду всеми декларируется. Но ровно до того момента пока военные на сменят тип шифрования. Сделают например Y-код не 50 Hz, а 10.23 MHz и измерения P-кода превратятся в тыкву.
Сигнал от спутника можно увидеть только тогда когда получим отклик от корреляционного приемника.
Сигналы от спутника и спуфера не могут совпадать, иначе нас не перекидывало бы во Внуково. Фаза (кода) и фаза (несущей) у них разные.
В обычном приёмнике происходит поиск конкретного сигнала (PRN*L1) и затем кореллятор, уцепившись за максимум, при помощи PLL пытается на нем удержаться. В случае со спуфером мы можем не останавливаться на достигнутом, а задействовать второй кореллятор и искать тот же спутник с другими сдвигами PRN и L1, найти второй максимум и т.д.
1. Сигнал 1575.42 нам и не надо видеть, мы работаетм на IF.
2. Любой приёмник тоже _симулирует_ (имитирует) полную реплику сигнала, именно поэтому удаётся выделить сигнал из шума. И когда я пишу про измерение фаз в GPS_канале я пишу про измерение _фазы реплики_ (кода или несущей в зависимости от контекста)
3.
Когда говорят о фазе в GPS сигнале то подразумевают фазу на 1.023 MHz или 10.23 MHz
Это _фаза кода_ которую обычно называют псевдодальностью.
Спорить не буду, я только энтузиаст. Но про разрядность верю по нескольким причинам.
1. Производители геодезических приёмников не дураки.
2. Оригинал может и 1 бит, но за счет ионосферы все частоты приходят в разное время и это уже не тот оригинальный сигнал что был (групповая задержка и пр.). Кстати именно этим эффектом объясняется почему для кодовой дальности ионосферная задержка положительная, а для фазы несущей — отрицательная (у меня это долго не укладывалось в голове).
3. К бытовым не относится, а про геодезические двухчастотники. Т.к. P(Y) код неизвестен, один из методов измерения фазы L2 это squaring (code-free measurement). Сигнал с АЦП возводится в квадрат и подаётся в кореллятор, в котором удвоенная частота L2. Возможно битность тут тоже помогает.
По указанной ссылке несколько интересных идей. В частности основной DSP перенесен на FPGA, а управление и математика реализованы внешним процессором — в данном случае Raspberry Pi, но именно эту часть можно перенести на смартфон! Мне кажется если интегрировать ПЛИС на ваш изумительный девайс то получится отличный комбайн.
Там исходники для DSP (накопление со сбросом, NCO и др.), количество каналов GPS-приёмника достигается копированием готовых блоков. Сейчас у вас универсальный пеленгатор, но он требует высокого уровня сигнала. Если интегрировать каналы GPS то получится усиление от 30dB. А далее фантазия безгранична.
1. По теме топика — пеленгация спуфера. Если это полноценный симулятор, то он полностью повторяет сигнал спутников. Канал в вашем GPS-приёмнике делает то же самое и полученную реплику кореллирует с принятым сигналом. У вас 4 антенны и полностью синфазный сигнал, т.е. доплер и фаза C/A одинаковы у реплик для всех 4 антенн, будет отличаться только фаза несущей. Вроде то же самое что уже реализовано, но работающее с низкими уровнями сигнала и для каждого спутника отдельно!
2. Помехозащищенный GNSS-приёмник.
В современных геодезических приборах уже доходит до 600-800 каналов. на профильном форуме люди посчитали все возможные сигналы (GPS/ГЛОНАСС и т.д. на всех частотах на всех кодах для всех спутников) и получилось менее 200. Производителей поспешили обвинить в «продаже мегапикселей», но совершенно необоснованно:
— каналы также могут использоваться для поиска гармонических помех;
— каналы могут отслеживать локальные максимумы отраженных сигналов, т.е. несколько каналов для одного спутника, а далее выбирается наиболее достоверный;
С нормальными отраженками всё достаточно просто — прямой сигнал всегда короче и приходит самым ранним (даже если отраженка мощнее), а в случае со спуфером это может быть не так. Поэтому имея 4 антенны и запеленговав спутники станет понятным — если они имеют одинаковые полярные координаты El/Az, да ещё Elevation чуть над горизонтом — что-то с ними не так. Высчитав полярные координаты из эфемерид можно детектировать какой кореллятор выдаёт сигнал от настоящего спутника, а какой от спуфера.
3. Attitude Sensor — это уже реализовано многими компаниями, 2-3 антенны ставятся в матрицу с разделением около полуметра и далее по разнице фаз считается пространственная ориентация.
Повышение битности, при наличии грамотного АРУ, нужно для PLL.
Уже во всех современных бытовых чипах кроме измерения псевдодальности также измеряется фаза несущей. Чем выше битность — тем меньше срывов PLL и тем точнее измеряется фаза.
Принято считать что фаза в GPS-приёмниках измеряется с точностью не лучше 1% (и могу предположить что чем выше битность — тем ближе мы к данной оценке). Псевдодальность (т.е. фаза кода) соответственно имеет аппаратную точность около 3м, а фаза несущей — первые миллиметры. Поэтому используют их комбинацию «carrier smoothed pseudo-range», если срывов фазы нет, то аппаратная точность стремится к точности фазы несущей. Пусть это не миллиметры, но дециметры тоже хорошо.
1. GPS-антенна через сплиттер на два кабеля
2. Один кабель длиной 1 метр, второй кабель бухта 300м
3. Заведите их в смеситель (например от спутниковых тарелок)
4. Получится ровно то что вы описали — расстояние между локальными максимумами по всем спутникам одинаковое за счет одинаковой задержки в кабеле, т.е. нарисованная мной картинка одинакова для всех спутников.
Вопрос — какие координаты покажет приёмник?
Если зацепится за первые пики то покажет координату антенны.
Если зацепится за вторые пики то покажет координату антенны (от первого решения он будет отличаться только в dT, который нам малоинтересен).
Вывод: что же это за спуфер такой, который подсовывает нам наши же координаты, в чем смысл? ))
Возьмите два RINEX-файла, например из Звенигорода и Менделеево, и сравните разницу дальностей по каждому спутнику — это далеко не константа. С фазовыми дальностями то же самое.
Понятно что для некоторых спутников в зависимости от их положения и симулироемой позиции эти максимумы могут совпасть, но для большинства спутников будут раздельные пики.
Ищем первым каналом максимум, включаем режим слежения. Во втором канале начинаем перебирать смещения от 1 до 1023 чипа и ищем следующий максимум и т.д. В результате у нас есть две псевдодальности, из которых мы не знаем какая корректная. То же самое относится к навигационным данным (ведь спуфер может поиграться с ними).
Как отделить корректные дальности от симулируемых я писал выше — отсеивать по пеленгатору, либо запускать в общее уравнивание разные комбинации и т.д.
В 1993 году я работал с проф.приёмниками Trimble, а далее в высокоточной навигации (Multireference DGPS, это когда дифпоправки не от одной станции, а от нескольких). Причем всё настраивалось вручную и анализировалось, какую станцию оставить, а какую выкинуть. f-test, w-test — все дела. Про IODE знает любой кто работал с коррекциями RTCM 2.x, с появлением GCDGPS всё это стало не нужно.
Поверьте я тоже что-то знаю и не с потолка беру свои мысли. Жаль что беседа приобрела такой характер.
Я полностью согласен что уровень знания систем GNSS сегодня очень низок, поэтому не виню вас в скепсисе по поводу моих сообщений. Раньше любой геодезист или гидрограф знали основы, а сегодня, т.к. всё работает стабильно, просто нажимают кнопки.
В обычном приёмнике происходит поиск конкретного сигнала (PRN*L1) и затем кореллятор, уцепившись за максимум, при помощи PLL пытается на нем удержаться. В случае со спуфером мы можем не останавливаться на достигнутом, а задействовать второй кореллятор и искать тот же спутник с другими сдвигами PRN и L1, найти второй максимум и т.д.
2. Любой приёмник тоже _симулирует_ (имитирует) полную реплику сигнала, именно поэтому удаётся выделить сигнал из шума. И когда я пишу про измерение фаз в GPS_канале я пишу про измерение _фазы реплики_ (кода или несущей в зависимости от контекста)
3. Это _фаза кода_ которую обычно называют псевдодальностью.
1. Производители геодезических приёмников не дураки.
2. Оригинал может и 1 бит, но за счет ионосферы все частоты приходят в разное время и это уже не тот оригинальный сигнал что был (групповая задержка и пр.). Кстати именно этим эффектом объясняется почему для кодовой дальности ионосферная задержка положительная, а для фазы несущей — отрицательная (у меня это долго не укладывалось в голове).
3. К бытовым не относится, а про геодезические двухчастотники. Т.к. P(Y) код неизвестен, один из методов измерения фазы L2 это squaring (code-free measurement). Сигнал с АЦП возводится в квадрат и подаётся в кореллятор, в котором удвоенная частота L2. Возможно битность тут тоже помогает.
По указанной ссылке несколько интересных идей. В частности основной DSP перенесен на FPGA, а управление и математика реализованы внешним процессором — в данном случае Raspberry Pi, но именно эту часть можно перенести на смартфон! Мне кажется если интегрировать ПЛИС на ваш изумительный девайс то получится отличный комбайн.
Там исходники для DSP (накопление со сбросом, NCO и др.), количество каналов GPS-приёмника достигается копированием готовых блоков. Сейчас у вас универсальный пеленгатор, но он требует высокого уровня сигнала. Если интегрировать каналы GPS то получится усиление от 30dB. А далее фантазия безгранична.
1. По теме топика — пеленгация спуфера. Если это полноценный симулятор, то он полностью повторяет сигнал спутников. Канал в вашем GPS-приёмнике делает то же самое и полученную реплику кореллирует с принятым сигналом. У вас 4 антенны и полностью синфазный сигнал, т.е. доплер и фаза C/A одинаковы у реплик для всех 4 антенн, будет отличаться только фаза несущей. Вроде то же самое что уже реализовано, но работающее с низкими уровнями сигнала и для каждого спутника отдельно!
2. Помехозащищенный GNSS-приёмник.
В современных геодезических приборах уже доходит до 600-800 каналов. на профильном форуме люди посчитали все возможные сигналы (GPS/ГЛОНАСС и т.д. на всех частотах на всех кодах для всех спутников) и получилось менее 200. Производителей поспешили обвинить в «продаже мегапикселей», но совершенно необоснованно:
— каналы также могут использоваться для поиска гармонических помех;
— каналы могут отслеживать локальные максимумы отраженных сигналов, т.е. несколько каналов для одного спутника, а далее выбирается наиболее достоверный;
С нормальными отраженками всё достаточно просто — прямой сигнал всегда короче и приходит самым ранним (даже если отраженка мощнее), а в случае со спуфером это может быть не так. Поэтому имея 4 антенны и запеленговав спутники станет понятным — если они имеют одинаковые полярные координаты El/Az, да ещё Elevation чуть над горизонтом — что-то с ними не так. Высчитав полярные координаты из эфемерид можно детектировать какой кореллятор выдаёт сигнал от настоящего спутника, а какой от спуфера.
3. Attitude Sensor — это уже реализовано многими компаниями, 2-3 антенны ставятся в матрицу с разделением около полуметра и далее по разнице фаз считается пространственная ориентация.
Уже во всех современных бытовых чипах кроме измерения псевдодальности также измеряется фаза несущей. Чем выше битность — тем меньше срывов PLL и тем точнее измеряется фаза.
Принято считать что фаза в GPS-приёмниках измеряется с точностью не лучше 1% (и могу предположить что чем выше битность — тем ближе мы к данной оценке). Псевдодальность (т.е. фаза кода) соответственно имеет аппаратную точность около 3м, а фаза несущей — первые миллиметры. Поэтому используют их комбинацию «carrier smoothed pseudo-range», если срывов фазы нет, то аппаратная точность стремится к точности фазы несущей. Пусть это не миллиметры, но дециметры тоже хорошо.
Просто удивительно как всё работает с однобитным АЦП. В современных чипах уж 2-4 битная АЦП, в проф.приёмниках 10-12 бит.