最難解決的問題是您看不到的問題。您看不到 GNSS 衛星或本地射頻干擾。然而,缺少第一個和第二個可能會給GNSS接收器帶來許多問題。
我們的 SyncServer S600 Stratum 1 GNSS 參考網絡時間服務器采用藍天技術,可以在 GNSS 天線上查看和記錄衛星和本地射頻干擾活動。您可以將服務器的警報與本地射頻活動相關聯,以加快問題識別速度并確保快速解決。
我們的藍天技術提供了檢測、保護和分析 GNSS 信號的工具:
檢測涉及分析 GNSS 信號以及這些信號上攜帶的數據,以查找觸發警報的任何無意或惡意干擾或欺騙活動
保護是SyncServer時間服務器在檢測到事件時的反應方式,以及采取哪些措施來保護定時輸出的完整性和準確性
分析提供了用于識別可能發生的事情和時間的工具,以關聯觸發警報的可能本地事件
示例#1:您的天線是否位于跟蹤衛星的正確位置?
天線安裝位置會顯著影響跟蹤足夠多的GNSS衛星的能力,因為它們在其中地球軌道上穿越天空。BlueSky技術的累積現場勘測(見下圖1)是在幾天內建立的,以顯示衛星覆蓋范圍。有時稱為熱圖,此極坐標圖顯示天線位置周圍的衛星覆蓋范圍是否相對均勻(應該是),或者天空區域是否被遮擋。圖中的紅色部分表示經常看到衛星的地方,藍色部分表示很少看到衛星的地方,黑色部分表示從未看到衛星的地方。圖1顯示了左側的良好天線位置和右側可疑的天線位置,這可能表明沒有足夠的衛星來準確保持時間。
圖表 1:左側天線位置良好,右側天線位置可疑
右側的天線安裝在陽臺欄桿上,建筑物和相鄰的山丘都阻擋了向東的衛星(藍色部分)。這個位置太北了,北極地區有部分天空,如黑色所示,那里從來沒有GNSS衛星。
此外,由于遠北緯度,所有可見衛星都將處于低仰角。在這些類型的安裝中,最好的補救措施是將天線安裝在屋頂上,如果可能的話,可以更好地看到天空,并同時跟蹤多個GNSS星座,如GPS,GLONASS和伽利略,以提供更多的整體衛星來計算準確的時間。
示例#2:本地RF干擾會干擾衛星嗎?
許多GNSS衛星在繞地球運行時可以在任何給定時間觀看。下面的圖表2是來自我們的BlueSky技術的復合條形圖,顯示了通過窗口跟蹤的GPS,伽利略和GLONASS衛星的數量。這張圖顯示了每兩小時天空中可見衛星的數量。但是,這張圖表還有更多,或者你可以說得更少,比眼睛看到的要多。
圖2:GLONASS衛星擾
仔細觀察,您可以看到GLONASS衛星(以紅色表示)實際上消失了幾天,這在圖表的右側表示。衛星的下降立即觸發了警報。衛星極不可能停止廣播,或者只是消失,所以一定發生了其他事情導致GNSS接收器從GLONASS衛星解鎖。
對記錄數據的30天日志的審查揭示了GLONASS衛星解鎖發生的確切時間。將解鎖與位于附近窗臺上的GNSS天線附近的新電纜調制解調器/ Wi-Fi?路由器的打開相關聯并不困難。
具有2 GHz和5 GHz Wi-Fi速度的電纜調制解調器通過某種RF邊帶噪聲壓倒GLONASS衛星信號來干擾附近的GNSS接收器。在這種情況下,本地RF干擾而不是惡意干擾器負責此警報。
示例#3:周期性的本地RF干擾會導致問題嗎?
模式識別通常是解決各種網絡和RF干擾問題的線索。BlueSky技術的連續波(CW)干擾圖(如下面的圖表3所示)記錄了GNSS接收器的GNSS自動增益控制(AGC)設置。AGC是接收器如何補償本地RF噪聲的良好指標。您可以在下面的圖表中觀察到某種周期性干擾。
圖3.GNSS 接收器測量的周期性干擾
使用BlueSky技術對記錄數據的歷史回顧,時間片圖表明,當我在辦公室時,GNSS天線位于附近的窗臺上時發生了干擾。GNSS接收器的AGC正在適應RF噪聲的增加。罪魁禍首是我的智能手機。
圖表顯示,當我白天在辦公室時,AGC 會調整到 CW 干擾低于 15% 的地方,但在晚上和周末則高于 15%。如果來自手機或任何干擾設備的干擾要大得多,GNSS 接收器最終會從跟蹤衛星中解鎖,在觸發我的警報限制 (20%) 和丟失衛星時發送警報。
這里的要點是,有時用戶可能會報告頻繁的 GNSS 解鎖警報。BlueSky技術回顧時間的能力可以幫助確定是否存在與本地RF環境中的某些事物相關的模式。
這種模式的一個著名例子是紐瓦克自由國際機場的日常GPS干擾。一名卡車司機試圖向雇主隱瞞自己的位置,當他開車經過機場時,他正在操作GPS干擾器。
保護有兩種非常重要的形式:定位和響應
定位是為您的本地射頻環境自定義報警閾值的能力。使用SyncServer時間服務器的BlueSky技術,如果您記錄本地RF可觀測值一兩周,則可以觀察到天線位置的正常RF值的一些相對最大值或最小值。然后可以根據這些級別設置警報閾值。
無需成為 GNSS 專家;看看數據就知道了。在上面的圖表 2 和圖 3 中,您可以通過查看歷史數據看到指示我設置的警報閾值的紅線。在圖表 2 中,如果衛星總數下降過低,SyncServer 時間服務器將發送警報。在圖表 3 中,如果 CW 干擾干擾過高,它將發送警報。
保護的另一個方面是對警報的響應。同步服務器時間服務器的實現非常靈活。響應可以是什么都不做,這允許您使用 BlueSky 技術來監控 GNSS 可觀測值和射頻值,并在發生某些事情時通知您。
其他選擇是取消GNSS接收器的資格,然后回退到另一個時間源或保留已安裝的振蕩器。如果外部警報條件清除(例如,當我帶著智能手機走出房間時),您還可以自動返回到從 GNSS 獲取時間,或者只是從 GNSS 保持解鎖狀態,直到您選擇手動重新啟用 GNSS 跟蹤。與此同時,藍天科技將繼續記錄GNSS和本地射頻數據。
關鍵要點
SyncServer 時間服務器的 BlueSky 技術提供了圖形工具,可以輕松表征本地 GNSS 環境,以設置有意義的警報閾值和后續的 SyncServer 時間服務器行為。
圖表和圖形提供了基于天線位置的衛星可用性的見解,以及可用于微調警報閾值的數據的歷史回顧
歷史數據對于識別干擾或欺騙事件發生的時間以及可能將其與本地RF環境中的已知變化相關聯很有價值
故意的 GNSS 干擾和欺騙是對關鍵基礎設施和依賴準確計時的持續業務運營的新出現的安全威脅。SyncServer 時間服務器的 BlueSky 技術提供的實時、智能射頻信號和數據分析增加了必要的保護層,以保護正在進行的時間和頻率操作的完整性。
審核編輯:郭婷
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