AT527908A2 - Erkennung eines Störsignals in einem Funknavigationsempfänger - Google Patents

Erkennung eines Störsignals in einem Funknavigationsempfänger

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AT527908A2
AT527908A2 ATA9003/2023A AT90032023A AT527908A2 AT 527908 A2 AT527908 A2 AT 527908A2 AT 90032023 A AT90032023 A AT 90032023A AT 527908 A2 AT527908 A2 AT 527908A2
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Abstract

Die Erkennung eines Störsignals in einem Funknavigationsempfänger ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aussage über die Störungserkennung durch den Vergleich von Informationen aus der Pseudoentfernungsmessung und der statistischen Charakteristik dieses Merkmals, berechnet auf der Grundlage der Messung der Laufzeit des Funksignals vom Sender zum Navigationsempfänger, mit Informationen, die durch Messungen des Inertialsensors über die Bewegung der Empfängerantenne, berechnet auf der Grundlage von Beschleunigungs- und Rotationsmessungen, gewonnen werden, auf der Basis gemeinsamer physikalischer Größen erfolgt.

Description

Das Subjekt der Erfindung ist die Erkennung eines Störsignals vom Typ Jamming oder Spoofing in einem Funknavigationsempfänger, einschließlich GNSS.
Funk- und Satellitennavigationssignale (z. B. GNSS) werden über ein Medium übertragen, bei dem der Schutz vor Störungen nicht sichergestellt werden kann. Funksignale legen Tausende und Zehntausende von Kilometern zwischen Sende- und Empfangsantennen zurück, und der Raum, den sie ausfüllen, muss mit Signalen aus anderen Quellen geteilt werden. Bis zu einem gewissen Grad setzen solche Funkübertragungssysteme ein korrektes Funktionieren in einer Umgebung voraus, die physisch nicht gegen Störungen geschützt ist und die Bandbreite mit inkompatiblen Signalen teilt.
Präventive Maßnahmen werden von rechtlicher Seite ergriffen. Die Belegung des Frequenzbandes für die Funknavigation wird von der Internationalen Fernmeldeunion (ITU-R) geregelt, deren Vollzugsordnung für den Funkdienst (https:/www.ltu.InVpub/R-REG-RR/en, WROC-2000)} die aktuellen Frequenzzuweisungen für Navigationsdienste festlegt und Störungen mit den Definitionen Nr. 1.166 bis 1.168 klassifiziert, wobei sie in Störungen, die nicht gegen die Regulierungskriterien verstoßen, Störungen, die gegen die ITU-R-Vorschriften verstoßen, aber mit Zustimmung der Bandnutzer erlaubt sind, und schädliche und sicherheitsbedrohende Störungen unterteilt werden. (https:/insidegnss.com/mss-andtheitu-radio-regulations/}.
Es werden auch korrigierende oder reaktive Maßnahmen eingesetzt, die sich auf die Behandlung des Funksignals mit schädlichen Störungen konzentrieren. Bei Funknavigationsanwendungen ist kein System zur Verbesserung der Signalqualität bereitgestellt oder möglich, und die einzige wirksame Möglichkeit, auf die im Navigationssignal vorhandenen Störungen zu reagieren, besteht darin, sie herauszufiltern, wobei eine korrekte Erkennung vorausgeht. Die Wirksamkeit einer solchen Maßnahme hängt von der Stärke und Art der Störung, der Wirksamkeit und Genauigkeit der Störungserkennung und dem Verfahren zur Filterung ab.
Zweck der Erfindung ist ein Verfahren zur effektiven und genauen Störungserkennung,
das auf der Kombination von Informationspaaren beruht, die nach Analyse und
Eine weitere Voraussetzung für dieses Verfahren ist, dass es in der frühestmöglichen Phase der Verarbeitung der empfangenen Daten eingesetzt wird, d. h. vor der Berechnung und Ausbildung der Navigationsinformationen.
Der Kern des Verfahrens besteht darin, dass die Aussage über die Störungserkennung durch den Vergleich der Informationen aus der Pseudoentfernungsmessung und der statistischen Merkmale dieses Merkmals, die auf der Grundlage der Messung der Laufzeit des Funksignals vom Sender zum Navigationsempfänger berechnet werden, mit den Informationen, die durch Messungen eines Inertialsensors über die Bewegung der Empfängerantenne, die auf der Grundlage von Beschleunigungs- und Rotationsmessungen berechnet werden, auf der Basis gemeinsamer physikalischer Größen gewonnen wird.
Vorzugsweise ist die Quelle der Interferenzinformation eine PseudoEntfernungsmessung, und durch Analyse der Pseudo-Entfernungsmessungen zwischen dem Sender und dem Navigationsempfänger werden Informationen über die durch die Interferenz verursachte Verzögerung extrahiert.
Vorteilhafterweise ist jeder Funkkanal, der den Sender mit dem Navigationsempfänger verbindet, eine separate Quelle für Pseudoentfernungsmessungen, und die Analyse der Pseudoentfernungsmessungen jedes Kanals extrahiert separate Informationen über die durch Störungen verursachte Verzögerung, die den entsprechenden Kanälen zugeordnet werden.
Vorzugsweise bilden die im Inertialsystem gemessenen und berechneten aktuellen Werte physikalischer Größen, die die Bewegung der Antenne des Navigationsempfängers beschreiben, die Grundlage für die Bestimmung der erwarteten Pseudobereiche und ihrer statistischen Eigenschaften für jeden der Funknavigationskanäle auf der Grundlage eines unabhängigen Ausbreitungsmodells, einer Schätzung und bekannter Standorte von Funksendern. zwischen den Sendern und dem Navigationsempfänger, die wiederum als Referenzwerte in dem nach Anspruch 1 beschriebenen Vergleichsverfahren berücksichtigt werden.
Vorteilhaft ist, dass die kurz- und langfristige Dynamik der Veränderungen der spezifizierten Parameter auf der Grundlage des Vergleichs von vorhergesagten und
gemessenen Pseudoänderungen und deren statistischen Eigenschaften berechnet wird,
Die Funktionsweise des Algorithmus beginnt mit der Gewinnung von Informationen über die Pseudoentfernung, d. h. nach der Erkennung des Funknavigationssignals, der
Der nächste Schritt ist die Berechnung der aktuellen Werte aus dem Inertialsystem: Beschleunigung, Geschwindigkeit, Position, Entfernungen zu einzelnen Sendern, basierend auf einem unabhängigen Schätzungsausbreitungsmodell und bekannten Standorten von Funksendern.
Das nächste Element des Algorithmus ist die kurz- und langfristige Bestimmung der Veränderungsdynamik der angegebenen Parameter und ihrer statistischen Beschreibungen, und zwar für jeden Funksender getrennt. In dieser Phase wird eine quantitative Analyse durchgeführt, bei der die Intensität des Auftretens der Messwerte ausgewählter Merkmale beobachtet wird.
Der wichtigste Schritt des Algorithmus besteht darin, auf der Grundlage der Analyse der erhaltenen Ergebnisse des Vergleichs der Parameterdynamik zu bestimmen, welche der Funkmessungen Störungen enthalten oder bei denen der Verdacht besteht, dass sie auf schädliche Weise gestört werden. In dieser Phase wird eine qualitative Analyse der Ergebnisse durchgeführt, die durch die Überwachung von Messtrends und die Anpassung der Empfindlichkeit der Störungserkennung sowie die Entscheidung über die Erkennung von Störungen und die Klassifizierung von Störungen und deren Ort unterstützt wird.
Ein Sonderfall der Analyse der erzielten Ergebnisse ist die Klassifizierung der Störung in ein Störsignal, d. h. die Störung eines Signals, das von einem bestimmten Sender und auf einem bestimmten Band gesendet wird, oder ein Spoofing-Signal, d. h. die Nachahmung eines bestimmten Senders und Dienstes,
Der letzte Schritt des Algorithmus ist die Zuweisung eines entsprechenden Kennzeichens als Information, die zum Beispiel bei der Entscheidung, das Signal auszuschließen oder zu versuchen, es im Funknavigationempfänger zu regenerieren, verwendet wird.
1. Erkennung eines Störsignals in einem Funknavigationsempfänger, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussage über die Störungserkennung durch den Vergleich von Informationen aus der Pseudo-Entfernungsmessung und den statistischen Eigenschaften dieses Merkmals, die auf der Grundlage der Messung der Laufzeit des Funksignals vom Sender zum Navigationsempfänger berechnet werden, mit Informationen, die durch Messungen des Inertialsensors über die Bewegung der Antenne des Empfängers erhalten werden, die auf der Grundlage von Beschleunigungs- und Rotationsmessungen berechnet werden, auf der Grundlage
gemeinsamer physikalischer Größen erfolgt.
2. Erkennung eines Störsignals nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Quelle der Information über die Störung eine Pseudoentfernungsmessung ist und durch Analyse der Pseudoentfernungsmessungen zwischen dem Sender und dem Navigationsempfänger Information über die durch die Störung verursachte
Verzögerung extrahiert wird.
3. Erkennung eines Störsignals nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Funkkanal, der den Sender mit dem Navigationsempfänger verbindet, eine separate Quelle für Pseudoentfernungsmessungen ist, und dass die Analyse der Pseudoentfernungsmessungen jedes Kanals separate Informationen über die durch die Interferenz verursachte Verzögerung extrahiert, die den entsprechenden Kanälen
zugeordnet werden.
4, Erkennung eines Störsignals nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuellen Werte der im IMnertialsystem gemessenen und berechneten physikalischen Größen, die die Bewegung der Antenne des Navigationsempfängers beschreiben, die Grundlage bilden, um auf der Basis eines unabhängigen Ausbreitungsmodells Schätzungen und bekannte Standorte von Funksenderm zu
bestimmen. vorhergesagte Pseudoentfernungen und ihre statistischen Eigenschaften
5
beschriebenen Vergleichsverfahren berücksichtigt werden.
5, Erkennung eines Störsignals nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kurz- und langfristige Dynamik von Änderungen der spezifizierten Parameter auf der Grundlage des Vergleichs von vorhergesagten und gemessenen
Pseudoentfernungen und deren statistischen Eigenschaften berechnet wird.
6. Erkennung eines Störsignals nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die quantitative und qualitative Analyse der berechneten Parameter der Änderungsdynamik zur Bewertung des Auftretens der Interferenzerkennung in einem Funkkanal, Funkband oder im gesamten Frequenzbereich des Navigationssystems sowie zur Klassifizierung der Interferenz und Lokalisierung ihrer Quellen verwendet wird, wobei statistische Parameter bereitgestellt werden, die die Analyseergebnisse beschreiben.
6

Claims (6)

1. Erkennung eines Störsignals in einem Funknavigationsempfänger, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussage über die Störungserkennung durch den Vergleich von Informationen, auf Grundlage gemeinsamer physikalischer Größen, aus der Pseudoentfernungsmessung und den statistischen Merkmalen dieser Funktion, die auf Grundlage der Messung der Laufzeit des Funksignals vom Sender zum Navigationsempfänger berechnet werden, mit Informationen, die durch Messungen des Inertialsensors im Bezug auf die Bewegung der Antenne des Empfängers erhalten werden, die auf Grundlage von
Beschleunigungs- und Rotationsmessungen berechnet werden, erhalten wird.
2. Erkennung eines Störsignals nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Quelle der Informationen über die Störung eine Pseudoentfernungsmessung ist und durch Analyse der _Pseudoentfernungsmessungen zwischen dem Sender und dem Navigationsempfänger Informationen über die durch die Störung verursachte Verzögerung
gewonnen wird.
3. Erkennung eines Störsignals nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Funkkanal, der den Sender mit dem Navigationsempfänger verbindet, eine separate Quelle für Pseudoentfernungsmessungen ist, und dass aus der Analyse der Pseudoentfernungsmessungen jedes Kanals separate Informationen über die durch die Interferenz verursachte Verzögerung
gewonnen werden, die den entsprechenden Kanälen zugeordnet werden.
4. Erkennung eines Störsignals nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuellen Werte der im Inertialsystem gemessenen und berechneten physikalischen Größen, die die Bewegung der Antenne des Navigationsempfängers beschreiben, die Grundlage für die auf einem unabhängigen Ausbreitungsmodell basierende Bestimmung von Schätzungen und bekannten Standorten von Funkgeräten, vorhergesagten Pseudoentfernungen und ihren statistischen Merkmalen für jeden der Funknavigationskanäle zwischen den Sendern und dem Navigationsempfänger bilden, die wiederum als Referenzwerte in dem nach Anspruch 1
beschriebenen Vergleichsverfahren angesehen werden.
5. Erkennung eines Störsignals nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kurzund langfristige Veränderungsdynamik der angegebenen Parameter auf Grundlage des
5
910 ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE
Merkmale berechnet wird.
6. Erkennung eines Störsignals nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die quantitative und qualitative Analyse der berechneten Parameter der Veränderungsdynamik zur Bewertung des Auftretens von Störungserkennung in einem Funkkanal, Funkband oder im gesamten Frequenzbereich des Navigationssystems, sowie zur Klassifizierung der Störung und zur Lokalisierung ihrer Quellen verwendet wird, wobei statistische Parameter bereitgestellt
werden, die die Analyseergebnisse beschreiben.
10/10 ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE
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