DE202006014908U1

DE202006014908U1 - Anordnung zur Störung von fremden Satellitennavigationsempfängern

Info

Publication number: DE202006014908U1
Application number: DE202006014908U
Authority: DE
Original assignee: Federal Ministry of Defence; Federal Government of Germany
Current assignee: Federal Ministry of Defence; Federal Government of Germany
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2016-09-29

Abstract

Anordnung zur Störung von fremden Satellitennavigationsempfängern,
bestehend aus
– einem eigenen Störsender (1) zur Erzeugung eines Störsignals (S),
dadurch gekennzeichnet,
– dass die Anordnung zusätzlich mindestens einen eigenen Satellitennavigationsempfänger (2) aufweist,
– dass der eigene Satellitennavigationsempfänger (2) einen Filter (3) aufweist,
– dass der Filter (3) auf die Frequenz des Störsignals (S) abgestimmt ist,
– dass der Filter (3) so ausgebildet ist, dass er mit dem Störsignal (S) zeitlich synchronisierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Störung von fremden Satellitennavigationsempfängern.
Satellitennavigation zählt heutzutage zu einer Kernfähigkeit in der modernen Kriegsführung. Im Konfliktfall ist es entscheidend, dass eigene Satellitennavigationsempfänger ungestört arbeiten, während gegnerische Satellitennavigationsempfänger gestört werden.
Zur Störung von Satellitennavigationssystemen sind GPS-Störsender sowie GPS-Faker bekannt. Dabei verhindern GPS-Störsender den Empfang eines GPS-Signals zwischen einem Satellitennavigationsempfänger und einem GPS-Satelliten. Eine zusätzliche Modulation eines GPS-Störsenders kann den Empfang eines GPS-Signals zeitweise oder auch vollständig unterbinden.
Im Unterschied zu reinen GPS-Störsendern werden beim GPS-Faker die originalen PRN-Codes aufmoduliert. Dazu kann beispielsweise ein Code eines z. Zt. nicht sichtbaren GPS-Satelliten verwendet werden oder einer der jeweils ungenutzten Codes. Damit kann der GPS-Faker die Positionsbestimmung eines Satellitennavigationsempfängers mit gefälschten Navigationsnachrichten stören.
Eine Schutzmaßnahme der Hersteller und Anwender von Satellitennavigationssystemen ist es, im Falle nicht auswertbarer, widersprüchlicher oder nicht vertrauenswürdiger Empfangssignale der eigenen Satellitennavigationsempfänger auf die Verwendung der Eingangssignale zu verzichten. Eine Positionsbestimmung ist somit zumindest zeitweise durch den eigenen Satellitennavigationsempfänger nicht möglich.
Verfahren zur Störung von Satellitennavigationssystemen sind weiterhin aus der US 5378155 sowie der US 5440491 bekannt. Allerdings kann auch hier die Störung eigener Satellitennavigationsempfänger nur schwer verhindert oder nur mit großem Präzisionsverlust eigener Daten zur Positionsbestimmung erreicht werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zur Störung von fremden Satellitennavigationsempfängern derart auszubilden, dass eigene Satellitennavigationsempfänger von dem ausgesendeten Störsignal nicht gestört werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung zur Störung von fremden Satellitennavigationsempfängern, bestehend aus einem eigenen Störsender zur Erzeugung eines Störsignals, derart,

– dass die Anordnung zusätzlich mindestens einen eigenen Satellitennavigationsempfänger aufweist,
– dass der eigene Satellitennavigationsempfänger einen Filter aufweist,
– dass der Filter auf die Frequenz des Störsignals abgestimmt ist,
– dass der Filter so ausgebildet ist, dass er mit dem Störsignal zeitlich synchronisierbar ist,

Die Vorteile der Erfindung beruhen zunächst darauf, dass ein Störsender ein Störsignal aussendet. Das Störsignal überlagert das Trägersignal des fremden Satellitennavigationsempfängers, so dass dieser den Track zum Satelliten verliert. Eine Positionsbestimmung durch den fremden Satellitennavigationsempfänger wird damit verhindert. Die Anordnung zur Störung von fremden Satellitennavigationsempfängern weist zusätzlich mindestens einen eignen Satellitennavigationsempfänger auf. Da das Störsignal des eignen Störsenders bekannt ist, kann die Information über die Art des Störsignals an den eigenen Satellitennavigationsempfänger weitergegeben werden. Der eigne Satellitennavigationsempfänger weist einen Filter auf. Der Filter ermöglicht eine Abschwächung von Eingangssignalen des eigenen Satellitennavigationsempfängers. Der Filter ist auf das Störsignal abgestimmt. Daher kann der Filter das Störsignal minimieren, so dass der eigene Satellitennavigationsempfänger das Trägersignal des Satelliten empfangen kann. Eine Positionsbestimmung des eigenen Satellitennavigationsempfängers wird ermöglicht. Der Filter ist weiterhin so ausgebildet, dass er mit dem Störsignal zeitlich synchronisierbar ist. Dies hat den Vorteil, dass der Filter immer auf die Frequenz des Störsignals eingestellt ist.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist der eigene Störsender Mittel auf, das Störsignal im Frequenzsprungverfahren auszusenden. Dadurch wird die Sendefrequenz des Störsignals ständig gewechselt. Dies hat den Vorteil, dass der Störsender nur schwer aufzuklären ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Filter im eigenen Satellitennavigationsempfänger angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass der Satellitennavigationsempfänger einfach und schnell transportiert werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Filter in der Antenne des eigenen Satellitennavigationsempfängers angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass das Eingangssignal an einem empfanggünstigen, exponierten Ort empfangen werden kann, während der Satellitennavigationsempfänger mit dem Bediener an einem geschützten Ort verbleiben kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Filter zwischen Antenne und dem eigenen Satellitennavigationsempfänger angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Antenne, der Filter und der Satellitennavigationsempfänger als Einzelkomponenten der auf Fahrzeugen, Booten o.ä. Verbringungsmitteln angebracht werden können.
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnungen detailliert beschrieben. Dabei zeigen jeweils:
1 eine Darstellung der Wirkweise eines Störsenders auf einen zu störenden fremden Satellitennavigationsempfänger sowie auf einen eigenen Satellitennavigationsempfänger;
2a ein Diagramm eines Trägersignals, das von dem Störsignal überlagert wird;
2b ein ähnliches Diagramm wie 2a, wobei das Störsignal gefiltert wird;
3 eine Darstellung des Störsenders und des eigenen Satellitennavigationsempfängers sowie einer zeitlichen Synchronisation zwischen Störsignal und dem eigenen Satellitennavigationsempfänger;
4a ein Diagramm des Trägersignals mit dem gefilterten Störsignal im Frequenzsprungverfahren, wobei hier das Störsignal auf der Frequenz X₁ gesendet wird;
4b ein ähnliches Diagramm wie 4a, wobei das Störsignal auf der Frequenz X₂ gesendet wird;
4c ein ähnliches Diagramm wie 4a, wobei das Störsignal auf der Frequenz X_n gesendet wird;
5 eine Darstellung des eigenen Satellitennavigationsempfängers mit einem eingebauten Filter;
6 eine Darstellung des eigenen Satellitennavigationsempfängers mit einem in der Antenne eingebauten Filter;
7 eine Darstellung des eigenen Satellitennavigationsempfängers mit einem externen Filter.
1 zeigt die Anordnung zur Störung von fremden Satellitennavigationsempfängern, bestehend aus einem eigenen Störsender 1 zur Erzeugung eines Störsignals S sowie mindestens einem eigenen Satellitennavigationsempfänger 2. Der eigene Satellitennavigationsempfänger 2 weist einen Filter 3 auf, der auf die Frequenz des Störsignals S abgestimmt ist. Darüber hinaus ist der Filter 3 so ausgebildet ist, dass er mit dem Störsignal zeitlich synchronisierbar ist. Weiterhin ist in 1 ein fremder Satellitennavigationsempfänger 5 ohne Filter 3 dargestellt.
Wie oben schon beschrieben, sendet der Störsender 1 ein Störsignal S aus. Das Störsignal ist schmalbandig und könnte auf einer der beiden Satellitenfrequenzen, die beispielsweise die Satelliten des GPS-Satellitennavigationssystems nutzen, gesendet werden. Durch eine entsprechend große Leistung des Störsignals S wird das Trägersignal T des Satelliten überlagert, so dass der fremde Satellitennavigationsempfänger 5 seinen Track zum Satelliten verliert. Ein Störsignal mit einer Ausgangsleistung von 4 W könnte z.B. einen fremden Satellitennavigationsempfänger 5 im Umkreis von 150 bis 200 km stören.
Da der eigene Satellitennavigationsempfänger 2 einen Filter 3 aufweist, der auf das Störsignal S abgestimmt ist, kann er das Störsignal S minimieren und so einen normalen Betrieb mit Ausgabe der genauen eigenen Positionsdaten gewährleisten.
Im Diagramm in 2a ist das Störsignal S und ein Trägersignal T eines Satelliten dargestellt. Das Trägersignal T entsteht durch die Aufmodulierung eines Codes auf eine Trägerfrequenz. Das Trägersignal T ist anschließend nicht mehr im Frequenzspektrum von anderen Frequenzen unterscheidbar. Das schmalbandige Störsignal S überlagert bei einer entsprechend großen Leistung das Trägersignal T. Dadurch verliert der fremde Satellitennavigationssender 5 seinen Track zum Satelliten. Eine Positionsbestimmung durch den fremden Satellitennavigationsempfänger 5 wird verhindert.
Im Diagramm der 2b ist ein gefiltertes Störsignal S und ein Trägersignal T dargestellt. Da das Störsignal S des eigenen Störsenders 1 bekannt ist, ist es möglich durch Filtermaßnahmen bei den eigenen Satellitennavigationsempfängern 2 das Störsignal S zu minimieren. Das Störsignal S überlagert anschließend nicht mehr das Trägersignal T. Die eigenen Satellitennavigationsempfänger 2 behalten somit den Track zum Satelliten und können eine Positionsbestimmung gewährleisten.
3 zeigt die Anordnung zur Störung von fremden Satellitennavigationsempfängern mit einem Störsender 1, der so ausgebildet ist, dass er Mittel für das Frequenzsprungverfahren aufweist. Die Mittel bestehen aus entsprechenden Schaltungen.
Die Schaltungen ermöglichen, dass der Störsender 1 Störsignale S auf beständig wechselnden Frequenzen X₁, X₂, X_n aussendet. Der Wechsel der Frequenzen X₁, X₂, X_n ist zufallsbasiert und findet in einem festgelegten Zeittakt statt.
Durch die sich ständig wechselnden Frequenzen X₁, X₂, X_n kann der Störsender 1 auf Störungen durch andere Geräte, die ihre Signale im selben Frequenzspektrum übermitteln, wie beispielsweise fremde Aufklärungsmittel, reagieren. Der Störsender 1 bleibt von fremden Aufklärungsmitteln somit unentdeckt.
Den eigenen Satellitennavigationsempfängern 2 muss dazu die Frequenzfolge einschließlich des Zeittaktes bekannt sein.
4a zeigt dazu ein Diagramm, in dem das gefilterte Störsignal S und das Trägersignal T des eignen Satellitennavigationsempfängers 2 dargestellt ist. Das Störsignal S wird im Frequenzsprungverfahren, hier auf der Frequenz X₁, gesendet.
Die 4b und 4c zeigen ähnliche Diagramme wie 4a. In den Diagrammen wird ähnlich wie in 4a das gefilterte Störsignal S sowie das Trägersignal T des eignen Satellitennavigationsempfängers 2 dargestellt. Das Störsignal S wird wiederum im Frequenzsprungverfahren, dieses Mal aber auf den Frequenzen X₂ und X_n, gesendet. Die Anzahl der unterschiedlichen Frequenzen X₁, X₂, X_n kann beliebig erweitert werden. Der Frequenzwechsel zwischen dem eignen Störsender 1 und dem eigenen Satellitennavigationsempfänger 2 erfolgt synchron. Der Filter 3 des eigenen Satellitenempfängers 2 arbeitet synchronisiert zu der Schaltung des Störsenders 1 und minimiert das Störsignal S, so dass der eigene Satellitennavigationsempfänger 2 den Track zum Satelliten nicht verliert. Zu diesem Zweck könnte eine Synchronisation der eigenen Satellitennavigationsempfänger 2 mit dem eigenen Störsender 1 auf einen Referenzzeittakt erfolgen.
5 zeigt eine Prinzipskizze des eigenen Satellitennavigationsempfängers 2 mit einem eingebautem Filter 3. Diese Ausführung lässt sich leicht und schnell transportieren und dient daher gerade für den abgesessenen Einsatz.
6 zeigt eine Prinzipskizze des eigenen Satellitennavigationsempfängers 2 mit einem in der Antenne 4 eingebauten Filter 3. Mit dieser Ausführung kann die Antenne 4 einschließlich des Filters 3 an einer exponierten Stelle eingesetzt werden, der Satellitennavigationsempfänger 2 wie auch sein Bediener bleibt dabei geschützt. Antenne 4 mit integriertem Filter 3 sind mit dem eignen Satellitennavigationsempfänger 2 über ein Kabel verbunden.
7 zeigt eine Prinzipskizze des eigenen Satellitennavigationsempfängers 2 mit einem externen Filter 3. In dieser Ausführungsform sind die Komponenten des eignen Satellitennavigationsempfängers 2 einzeln angeordnet und mit jeweils einem Kabel verbunden. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für eine Verwendung auf Fahrzeugen, Booten o.ä. Verbringungsmitteln.

1: Störsender
2: eigener Satellitennavigationsempfänger
3: Filter
4: Antenne
5: fremder Satellitennavigationsempfänger
S: Störsignal
T: Trägersignal
X₁: Frequenz 1 des Störsignals im Frequenzsprungverfahren
X₂: Frequenz 2 des Störsignals im Frequenzsprungverfahren
X_n: Frequenz n des Störsignals im Frequenzsprungverfahren

Claims

Anordnung zur Störung von fremden Satellitennavigationsempfängern, bestehend aus – einem eigenen Störsender (1) zur Erzeugung eines Störsignals (S), dadurch gekennzeichnet, – dass die Anordnung zusätzlich mindestens einen eigenen Satellitennavigationsempfänger (2) aufweist, – dass der eigene Satellitennavigationsempfänger (2) einen Filter (3) aufweist, – dass der Filter (3) auf die Frequenz des Störsignals (S) abgestimmt ist, – dass der Filter (3) so ausgebildet ist, dass er mit dem Störsignal (S) zeitlich synchronisierbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Störsender (1) so ausgebildet ist, dass er Mittel für das Frequenzsprungverfahren aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (3) in dem eigenen Satellitennavigationsempfänger (2) angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (3) in einer Antenne (4) des eigenen Satellitennavigationsempfängers (2) angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (3) zwischen der Antenne (4) und dem eigenen Satellitennavigationsempfänger (2) angeordnet ist.