In diesem Beitrag wird das GNSS-Jammer behandelt. Eine Beschreibung von GNSS-Spoofing finden Sie im nachfolgenden Beitrag.
Bevor ein Zeitserver Nachrichten mit Zeitinformationen sendet, erhält er diese Informationen normalerweise von einem GNSS-Empfänger. Das ist ein globales Navigationssatellitensystem. Zu diesen Systemen gehören das Global Positioning System (GPS), Galileo, GLONASS und BeiDou.
Diese Systeme haben alle eines gemeinsam. Sie hängen vom Empfang von Hochfrequenzsignalen mit niedriger Leistung (RF) von Satelliten im L-Band zwischen einem und zwei GHz ab. Die Signale sind stromsparend, da sie von Satelliten mit begrenzter verfügbarer Leistung gesendet werden und die Satelliten weit entfernt sind. GPS sendet sein L1-Signal mit 14,4 dBW. Zu dem Zeitpunkt, an dem Sie es erhalten, beträgt es jedoch -157 dBW, da die Satelliten 20200 km entfernt sind. Das ist so, als würde man das Signal vom Babyphone Ihres Kindes aus der nächsten Stadt empfangen. Das zeigt nur, was technologische Wunder GNSS-Empfänger sind. Trotz der Cleverness der GNSS-Empfängerdesigns sind sie sehr anfällig für HF-Störungen.
GNSS-Interferenzen gibt es in drei Varianten: versehentliche Interferenzen, absichtliche Interferenzen (Jamming) und Spoofing. Unbeabsichtigte Interferenzen können von einer nahe gelegenen Antenne ausgehen, die in einem benachbarten Frequenzband sendet und aufgrund eines driftenden Oszillators oder eines unvollständigen Bandpassfilters am Sender in die GNSS-Frequenz übergeht. Normalerweise können Sie versehentliche Interferenzen mit einem Timing-Empfänger vermeiden, indem Sie sicherstellen, dass die Antenne weit genug von anderen Antennen entfernt ist. Und da sich Timing-Empfänger normalerweise nicht bewegen, machen Sie es bei der Installation richtig und Sie sind normalerweise gut für die Lebensdauer des Produkts. Wie weit muss Ihre GNSS-Antenne von einer anderen Antenne entfernt sein? Wenn die andere Antenne für den Empfang ausgelegt ist, dh keine HF-Signale absichtlich sendet, reichen wahrscheinlich 3 Meter aus. Wenn die andere Antenne HF sendet, hängt dies von der Signalstärke ab. Platziere es einfach so weit weg wie du kannst.
Vorsätzliche Störungen werden als Störung bezeichnet. Warum jammen Leute GNSS? Dies kann passieren, wenn jemand einen GNSS-Störsender betreibt. Warte was? Warum sollte jemand das tun? Der häufigste Grund besteht darin, zu verhindern, dass ein Fahrzeug durch sein Navigationssystem verfolgt wird. Stecken Sie einen GNSS-Störsender in die Zigarettenanzünderbuchse, wie in Abbildung 1 gezeigt, und Sie verhindern, dass das Fahrzeugnavigationssystem GNSS-Signale empfängt. Sie verhindern auch, dass ein Empfänger innerhalb eines Blockradius funktioniert, einschließlich möglicherweise Ihres Timing-Empfängers. Diese Geräte werden häufig von Berufskraftfahrern verwendet, die manchmal nicht möchten, dass ihre Bewegungen von ihrem Arbeitgeber oder von PKW- und LKW-Dieben verfolgt werden.
GPS Störsender mit Zigarettenanzünder. Kann online für 150 US-Dollar gekauft werden.
Wie häufig ist dieses Problem? Die Europäische Agentur für globale Navigationssatellitensysteme hat ein Projekt Strike3 ins Leben gerufen, in dem L1-Band-Interferenzüberwachungssysteme in 23 Ländern eingerichtet wurden. Sie protokollierten über einen Zeitraum von zwei Jahren 450.000 Interferenzereignisse. Von diesen hatten 73.000 einen signifikanten Einfluss auf den GNSS-Betrieb. Die meisten der wirkungsvollen Ereignisse, 66.000, stammten von Störsendern. Huch!
Was machst du dagegen? Eine Sache, die Sie tun können, ist, einen guten Oszillator mit Ihrem Zeitserver zu kaufen. Die meisten Ereignisse sind von kurzer Dauer. Normalerweise befinden sich die Auto-Störsender in Fahrzeugen, die gerade vorbeifahren. Ich hoffe, dass Ihr Auto nicht gestohlen wird! Tabelle 1 zeigt Daten aus dem Strike3-Projekt.
Vom European Navigation Satellite System Strike3-Projekt protokollierte GNSS-Interferenzereignisse.
Um ein Gefühl dafür zu bekommen, welchen Oszillator Sie benötigen, können Sie sich die Holdover-Funktionen verschiedener Oszillatoren in ansehen.
Holdover für verschiedene Oszillatoren bei konstanter Temperatur als Funktion der gewünschten Genauigkeit.
Aber Sie können noch etwas anderes tun. Wenn Ihr Zeitserver über zwei GNSS-Empfänger verfügt, deren Antennen weit genug voneinander entfernt sind, ist es selten, dass beide Antennen gleichzeitig blockiert sind. Wie bekommt man genug Antennentrennung? Eine Möglichkeit besteht darin, das Senden über ein Glasfaserkabel nach unten zu konvertieren. Abbildung 2 zeigt ein Bild eines solchen Systems aus Meinberg. Der Meinberg GPS Optical Antenna Link unterstützt Kabellängen bis zu 2000 Metern.
Glasfaserkabelverbindung für einen GPS-Empfänger
Schließlich bauen einige Antennenhersteller Antennen, die Signale aus niedrigen Winkeln blockieren, die aus der Nähe des Bodens kommen. Die meiste Zeit kommen Störsignale aus dieser Richtung.