Учебно-лабораторный стенд «Безопасность систем спутниковой навигации»

Представляет собой блок приёмника сигналов навигационных спутников систем GPS/ГЛОНАСС/GALILEO. Помимо непосредственного приёма и обработки сигналов навигационных систем и вычисления географического местоположения, модуль предоставляет следующую функциональность:

• отображение напряжения питания, тока потребления и мощности, потребляемой чипом;
• управление основными параметрами модуля.

Модуль условно делится на несколько функциональных частей. Некоторые точки этих функциональных частей доступны на лицевой панели (приборные разъемы) и могут соединяться между собой при помощи проводов, которые входят в комплект стенда. Ниже представлен список функциональных частей блока:

1. Чип приемника GPS/ГЛОНАСС/GALILEO.
2. Полноцветный TFT дисплей.
3. Выключатели питания всего модуля и приемника спутниковых сигналов
4. Виртуальный СОМ-порт с индикацией состояния сигналов;
5. Логический анализатор на 8 каналов
6. Отключаемая батарея резервного питания GPS приемника.
7. Внешний разъем для подключения GPS-антенн.

Модуль «Устройство программного приёма и синтеза частот» служит для генерирования и приема сигналов спутниковой связи для последующего анализа и декодирования. Также модуль может работать в режиме передачи данных, что может быть использовано для подмены данных систем спутниковой навигации для модуля «Навигация GPS/ГЛОНАС/GALILEO».

Состав модуля «Устройство программного приёма и синтеза частот»

• Кнопка включения с ёмкостным принципом срабатывания и защитой от непреднамеренных нажатий.
• Блок связи с ПК с отображением фактов приёма и передачи информации
• Многофункциональный дисплей с ёмкостными клавишами управления, с возможностью отображения:

1. Потребляемой устройством тока и мощности
2. Режимом работы устройства
3. Измерителем выходной мощности сигнала

• Устройство программного приёма и синтеза частот

Технические характеристики в режиме передатчика
a) Возможность работы в частотах от 10 МГц до 6 ГГц;
b) Выходная мощность

• в диапазоне от 10 МГц до 2 ГГц: 5 дБм;
• в диапазоне от 2 ГГц до 3 ГГц: 13 дБм;
• в диапазоне от 3 ГГц до 4 ГГц: 0 дБм;
• в диапазоне от 4 ГГц до 6 ГГц: -10 дБм;

c) SMA-разъём для подключения антенны;
d) Программно-управляемый коэффициент усиления передатчика;
e) Возможность управления с персонального компьютера через высокоскоростной последовательный интерфейс;
f) Возможность программного включения питания антенны (до 50 мА);
g )Возможность обновления встроенного программного обеспечения при помощи персонального компьютера;
h) Возможность передачи сигналов произвольной формы;

Технические характеристики в режиме приёмника

• Возможность работы в частотах от 1 МГц до 6 ГГц;
• SMA-разъём для подключения антенны;
• Программно-управляемый коэффициент усиления входного сигнала от 0 до 40 дБ;
• Возможность управления с персонального компьютера через высокоскоростной последовательный интерфейс;
• Возможность обновления встроенного программного обеспечения при помощи персонального компьютера;
• Возможность записи принимаемого сигнала в файл в формате квадратурных измерений и float-point отсчётов;
• Возможность создания программно-конфигурируемых фильтров сигнала, в том числе:

a) Фильтр верхних частот с программно-конфигурируемой частотой среза;
b) Фильтр нижних частот с программно-конфигурируемой частотой среза;
c) Полосовой фильтр с программно-конфигурируемыми частотами среза.

• Возможность программного декодирования модулированных сигналов, в том числе:

a) Амплитудная модуляция
b) Широкополосная частотная модуляция
c) Узкополосная частотная модуляция
d) Фазовая модуляция
e) Гауссовская частотная модуляция;
f) Гауссовская частотная модуляция с минимальным сдвигом.

ключает в себя 3 раздела: теория, инструкция по эксплуатации стенда, лабораторный практикум. Лабораторный практикум представлен следующими работами:

1. Знакомство со стендом, изучение программного и аппаратного обеспечения. Изучения основных принципов работы глобальных систем позиционирования.
2. NMEA-протокол. Особенности работы, назначение различных типов посылок. Посылки GGA, GSA, GSV, RMC, VTG. Изучение возможности их подмены.
3. Приём сигналов спутниковой навигации, демодуляция и декодирование. Анализ передаваемых данных.
4. Генерация подменных сигналов спутниковой навигации, анализ дистанции влияния подменного сигнала на истинные сигналы спутниковой навигации.
5. Изучение факторов, влияющих на точность приема. Различные типы антенн, влияние помех на качество приема. Изучение технологий HDOP, PDOP, VDOP. Изучение факторов, влияющих на отношения сигнал/шум.