CC BY
19CHALLENGES IN TELECOMMUNICATIONS" (12th International Scientific Conference), April 16-20, 2018, Kyiv, з назвою «Theoretical research and practical design of IoT tested solution based on ESP8266 SOC and blank components».
6. На розроблений для виршення IoT програм-ний код отримано Свщоцтво про реестращю ав-торського права на твiр: Комп'ютерна програма «Програмний код для IoT-девайсу на базi ESP8266 SoC з використанням трьох датчишв». Заявка № АПС/2478-18 вад 20.05.2018. Автори: Уривський Л.О., Осипчук С.О., Чекунов Н.В., Осипчук И.С., Киращук В.В. Сввдоцтво про реестращю №79720 вщ 13.06.2018, видано Мшстерством економiчного розвитку i торгiвлi Украши.
Лiтература
1. Internet of things -https://en.wikipedia.org/wiki/Internet_of_things .
2. Beginner's Guide to Understanding the Internet of Things -https://www.recode.net/2015/m5/11557782/a-beginners-guide-to-understanding-the-internet-of-things.
3. Gartner: the world's leading research and advisory company https://www.gartner.com/en.
4. IoT-related standards by IEEE -http://standards.ieee.org/innovate/iot/stds.html.
5. Gartner: Top 10 IoT Technologies for 2017 and 2018, report -http://www.gartner.com/document/3188520?ref=solrA ll&refval=162721561&qid=679d9fd23e31525ae2969 2fa25d946ac.
6. Gartner: The Internet of Things, report -http://www.gartner.com/technology/research/internet-of-things.
7. Reference Architecture For The Internet of Things - https://wso2.com/whitepapers/a-reference-architecture-for-the-internet-of-things.
8. Cisco, одна из ведущих компаний по сетевым и вычислительным технологиям -https://www.cisco.com.
9. Cisco, The Internet of Things Reference Model -http://cdn.iotwf.com/resources/71/IoT_Reference_Mo del_White_Paper_June_4_2014.pdf.
10. Microsoft Azure and IoT architecture -http://download.microsoft.com/download/A/4/D/A4D AD253-BC21-41D3-B9D9-
87D2AE6F0719/Microsoft_Azure_IoT_Reference_Ar chitecture.pdf .
11. Internet of Things (IoT) Use Cases & The Importance of Software Testing -http://www.cigniti.com/blog/internet-of-things-use-cases-importance-of-software-testing.
12. Промышленный интернет вещей -https://www.osp.ru/lan/2016/09/13050308.
13. В Киеве начали строительство сети для интернета вещей - http://www.imc.ua.
14. lifecell и IoT Ukraine начали создание первой сети Интернета вещей в Киеве - https://hi-tech.ua/lifecell-i-iot-ukraine-nachali-sozdanie-pervoy-seti-interneta-veshhey-v-kieve.
15. Первая комплексная система умного дома, созданная в Украине - http://clap.ua.
16. Конференция IoT Tech Expo 2018 -https://www.iottechexpo.com/global.
17. IoT Hardware Guide -http://www.postscapes.com/internet-of-things-hardware.
18. IoT Software Development Guide -http://postscapes2.webhook.org/internet-of-things-software-guide.
19. IoT Cloud Platform providers -http://postscapes2.webhook.org/internet-of-things-platforms.
20. ESP8266 -https://en.wikipedia.org/wiki/ESP8266.
21. WiFi Плата NodeMCU V2 ESP8266 (CP2102): https ://arduino .ua/prod1495-wifi-plata-nodemcu-v3-esp8266-cp2102.
22. Документащя Blynk: http://docs.blynk.cc.
23. Chekunov M., Osypchuk I., Kyrashchuk V., Osypchuk S. Theoretical research and practical design of IoT tested solution based on ESP8266 SOC and blank components / 12th International Scientific Conference "MODERN CHALLENGES IN TELECOMMUNICATIONS", April 16-20, 2018, Kyiv, Ukraine. Conference materials. - P. 466-468.
24. Сввдоцтво про реестращю авторського права на твiр: Комп'ютерна програма «Програмний код для IoT-девайсу на базi ESP8266 SoC з використанням трьох датчишв». Заявка № АПС/2478-18 ввд 20.05.2018. Автори: Уривський Л.О., Осипчук С.О., Чекунов Н.В., Осипчук И.С., Киращук В.В. Свщоцтво про реестращю №79720 ввд 13.06.2018, видано Мшютерством економiчного розвитку i то-ргiвлi Украши.
РАДЮПРИЙМАЧ МОН1ТОРИНГУ РАДЮНАВ1ГАЩЙНОГО ПОЛЯ ГЛОБАЛЬНИХ НАВ1ГАЦ1ЙНИХ СУПУТНИКОВИХ СИСТЕМ
Швець В.А.
кандидат технгчних наук, доцент Нацюнальний авгацшний унгверситет, м. Кшв, Украна
RADIO RECEIVER FOR THE MONITORING OF THE RADIONAVIGATION FIELD OF GLOBAL
NAVIGATING SATELLITE SYSTEMS
Shvets V.A.
Candidate of Technical Sciences, Associate professor National Aviation University, Kyiv, Ukraine
АНОТАЦ1Я
Безпечна робота транспорту, як об'екта критично! шфраструктури, на 0CH0Bi сигналiв ГНСС залежить вщ точностi визначення координат споживача навтацшно! шформацп, що залежить вiд точносп оцiнки атмосферних параметрiв та навколишнього електромагнiтного середовища. Тому рекомендуеться проводите монiторинг доступностi радiонавiгацiйного поля глобально! наигацшно! супутниково! системи. В робот пропонуеться реалiзацiя радiоприймача на основi технологi! SDR радiо для автономних комплексiв монiторингу доступностi радюнавтацшного поля глобально! навiгацiйно! супутниково! системи. Вимiрю-вання потужностi напруженостi електричного поля, як1 отриманi за допомогою макета радюприймача дозволили розробити методику оцшки доступностi радiонавiгацiйного поля ГНСС.
ABSTRACT
The safe operation of transport, as an object of critical infrastructure, on the basis of GNSS signals depends on the accuracy of determining the coordinates of the user of navigation information, which depends on the accuracy of the assessment of atmospheric parameters and the surrounding electromagnetic environment. It is therefore recommended to monitor the availability of radio navigation field of global navigation satellite systems. The work proposes the implementation of a radio receiver based on the technology of SDR radio for autonomous systems for monitoring the availability of the radionavigation field of the global navigation satellite system. Measurement of the power intensity of the electric field, obtained using the radio's layout, allowed to develop a method for assessing the availability of the radionavigation field GNSS.
Ключовi слова: радюприймач, глобальна наигацшна супутникова система, напруженють електричного поля, SDR, Matlab, jamming
Keywords: radio receiver, global navigation satellite system, electric field strength, SDR, Matlab, jamming
Огляд проблеми. Починаючи з 1993 р. глобальна наигацшна супутникова система (ГНСС) приносила користь цившьно! авiацii щодо безпеки та ефективносп, що призвело експлуатанпв повпря-них суден, державт регулюючi органи i постачаль-нишв АНО до загального визнання видiв обслуго-вування, заснованих на ГНСС. Багато краш почали реорганiзацiю повiтряного простору для тдви-щення ефективностi його використання за допомогою застосування PBN, ADS-B i ADS-C, а також ро-зробили схеми заходiв на посадку, що шдвищують безпеку польопв i полiпшують доступ до аеропор-тiв. При точному заходi на посадку передбачаеться використання функцiональних доповнень до ГНСС SBAS i GBAS [1].
Переваги що забезпечуються GBAS включа-
ють:
a) скорочення витрат на наземну шфраструк-туру, так як едина наземна станщя GBAS може за-безпечити управлiння при заходi на посадку на вс на злiтно-посадковi смуги (ЗПС) в аеропорту;
b) скорочення порушень розкладу i пов'язаних з ними витрат завдяки забезпеченню бiльш низьких мiнiмумiв для посадки на ЗПС;
c) тдвищення пропускноi спроможностi аеро-порпв;
d) пiдвищення ефективностi шляхом забезпе-чення процедур PBN в аеродромно].' зонi, що дозво-ляе бшьшш кiлькостi повiтряних суден використо-вувати кращ траектори;
e) полегшений доступ до ЗПС, де обмежеш мо-жливостi розмiщення не дозволяють використову-вати наземнi засоби;
g) збшьшення пропускноi спроможностi бли-зько розташованих паралельних ЗПС за рахунок на-дання можливосп використовувати кiлька кутiв на-хилу глiсади i змiщених порогiв ЗПС.
Оператори повиряних суден також вимагають щдвищення ефективностi за допомогою пiдходiв з мiнiмально можливими мiнiмумами та значних пе-реваг у сферi безпеки, пов'язаних з вертикальним
керiвництвом. Послуги на основi ГНСС можуть до-сягти цих цiлей i вже забезпечили значнi переваги безпеки та ефективносп для багатьох операторiв повiтряних суден у всьому свт (в основному США та члешв £С). Слiдуючи цiй тенденцi!, Укра!на також розпочала впровадження ГНСС в аиацп. В робот [2] розглядаються основнi аспекти впровадження навтацшно! системи на основi PBN в Укра-!ш.
Однак вщомо що робота ГНСС тддаеться впливу навмисних (jamming) i не навмисних завад [3-5].
Безпечна робота транспорту, як об'екта критично! шфраструктури, на основi сигналiв ГНСС залежить ввд продуктивностi нав^ацшного приймача та точностi визначення координат споживача навь гацiйно! iнформацi!, що залежить ввд точностi оць нки атмосферних параметрiв та навколишнього електромагнггного середовища [1,6].
Для захисту ГНСС ввд дi! завад нормативнi документа рекомендують проводити органiзацiйнi та техшчш заходи [7-11]. В якосп органiзацiйних за-ходiв рекомендовано проводити мониторинг радю-навiгацiйного поля ГНСС.
AH&tti3 публiкацiй. Проведения оргашзацш-них заходiв по забезпеченню цiлiсностi та доступ-ностi iнформацi! ГНСС це вимоги ICAO та IMO, яш необхвдно виконувати [7-11]. Згiдно з вимогами та методологiею, наведеними в Поабнику з тесту-вання радюнав^ацшного обладнання [13,14], необхвдно провести мониторинг i випробування ГНСС, щоб пiдтвердити здатнiсть сигналiв ГНСС шдтри-мувати польовi процедури згiдно з додатком 10 [8]. В робот [12] розглядаеться проект SENTINEL i GAARDIAN де надаеться реалiзацiя мониторингу доступностi радiонавiгацiйного поля ГНСС. Визна-чаючи завдання монiторингу радiонавiгацiйного поля, також висуваються i вимоги до комплекав монiторингу радiонавiгацiйного поля [14,15], а також визначаються деяш параметри, якi повиннi
бути отриман в результат мониторингу радюнавь гацiйного поля [13,14].
Мета. Ввдповвдно до нормативних докуменпв 1САО розробити мобiльний комплекс мониторингу доступностi радiонавiгацiйного поля ГНСС.
Викладення основного матерiалу. В даний час для радюмотгорингу використовуються бага-токанальш скануючи приймачi. Вони дозволяють здшснювати постiйний автоматичний контроль та пошук радiосигналiв в заздалегiдь заданих частотах. Ефектившсть i результативнiсть радюмонгто-рингу залежать не тiльки ввд наявностi дорого! апа-ратури (частотомiри, iндикатори поля, аналiзатори спектру, широкосмуговi антени, смуговi фiльтри, малошумлячi антенн пiдсилювачi, високочастотнi кабелi з малими втратами), правильного монтажу, але i ввд методiв роботи, квалiфiкацi! та досвщу ра-дiооператорiв. Спостереження за радiоефiром - це постiйна напружена робота квалiфiкованих фахiв-цiв по щентифжацп, вимiрюванню параметрiв ра-дiосигналiв, запису, збереження та обробки шфор-мацi!, одержано! в процесi проведення радюмонгго-рингу.
Радiомонiторинг здатний виршити наступнi основнi задачi по забезпеченню шформацшно! без-пеки об'екта:
- виявлення радiозасобiв несанкцiонованого випромiнювання та !х локалiзацiю (постановник1в радiозавад);
- контроль дотримання дисциплiни зв'язку при використанш спiвробiтниками ввдкритих каналiв радюзв'язку; виявлення побiчних випромiнювань, що виникають при роботi радiоелектронних засо-бiв;
- контроль за мiсцезнаходженням i станом транспортних засобiв в реальному масштабi часу з ви-користанням супутникових навiгацiйних систем; накопичення даних радiоелектронно! обстановки в зон розмiщення об'екту.
Для оцiнки рiвня напруженостi електричного поля служать вимiрювальнi приймачi - радюприй-мач з нормованими метролопчними характеристиками вимiрювання рiвня i частоти радiосигналiв. Основне призначення - селективний вимiр напруги або потужностi слабких сигналiв, у багатьох сучас-них приймачiв е також додатковi функцi!, напри-клад: аналiз спектра сигналу, вимiр модуляцп, ска-нування за дiапазоном частот з метою виявлення каналiв, на яких ведеться передача або для ввдсте-ження перешкод. Для визначення параметрiв радю-випромiнювання в простор^ вимiрювальний прий-мач використовуеться спшьно з вимiрювальними антенами.
В даний момент юнуе досить великий набiр ви-мiрювальних приймачiв рiзних виробнишв:
П5-10 — 8,9 — 9,85 ГГц П5-11 — 2,85 — 3,15 ГГц, П5-13 — 12 — 16,6 ГГц, П5-15А — 25,8 — 37,5 ГГц, П5-20 — 500 — 1000 МГц, П5-34 — 8,24 — 12,05 ГГц, П5-42 — 9 кГц — 1000 МГц, UCR 3000 M — 9 кГц — 3 ГГц, Narda STS ® PMM 9010Fast (10Гц- 18ГГц), Rohde& Schwarz® ESW8 / 26 / 44 (2 Гц - 8 /26,5 / 44 ГГц) ,
Rohde& Schwarz® ESR3 /7/26 (10 Гц -3,6/7/26,5 ГГц),
Rohde& Schwarz® ESRP3 / 7 (10 Гц - 3,6 / 7 ГГц, Rohde& Schwarz® ESU8 / 26 / 40 (20 Гц -8/26,5/40 ГГц),
Rohde& Schwarz® ESL3 / 6 (9 кГц - 3/6 ГГц), Rohde& Schwarz® EB200 (10 кГц - 3 ГГц), FCLE 1535 — 9 кГц ... 3,25 ГГц, РИАП 1.8 — 9 кГц ... 1800 МГц, Willtek 8100 GPR — 100 кГц ... 2,5 ГГц. Однак при Bcix i'x перевагах щ приймачi приз-начет для стацюнарних вимiрювальних лаборато-рш, мають досить високу цiну (десятки тисяч дола-рiв), мають значну вагу вiд 15 кг до 27 кг, тобто опе-ративне або тактичне використання такого приймача в польових умовах неможливо як того ви-магають документи ICAO [1,8,13-17].
Тому актуальною технiчною задачею е розро-бка тактичного малогабаритного, дешевого (до 300 $) вимiрювального приймача для оцiнки рiвня на-пруженостi електричного поля в дiапазонi частот ГНСС для комплексу радюмошторингу радюнавь гацiйного поля ГНСС.
З аналiзу стану сучасного радiоприймання i обробки iнформацii був зроблений вибiр на користь технологii SDR-radio.
Software Defined Radio (SDR) — загальний тер-мiн, який вщноситься до систем радiозв'язку, в яких майже всi функцiональнi можливостi, пов'язаш з фiзичним рiвнем, реалiзованi в программному забез-печеннi за допомогою алгоритмiв цифровоi обробки сигналiв (ЦОС). 1деальний SDR приймач мае дуже мало фiзичного обладнання: пльки антена, яка здатна захоплювати i оцифровувати широку смугу радiочастот. Будь-яка демодулящя, синхро-нiзацiя, декодування, дешифрування або вщнов-лення iнформацii, що метиться в прийнятому сиг-налi виконуеться на спецiалiзованому пристроi обробки. RTL-SDR — це недорогий (приблизно $10 -$200), легкий у використанш USB пристрш який може приймати радючастотш сигнали [18-20].
В даний час на ринку присутш де кшько моделей SDR-приймачiв з наступними характеристиками (табл. 1).
Характеристики широкосмугових SDR-п Таблиця 1 риймач1в
SDR-приймач Диапазон частот (MHz) Пропускна здат-шсть (MHz) Розрядшсть АЦП (бгг) Режим пере-дачi (так/нi) Цiна за оди-ницю ($USD)
мiн. макс.
RTL-SDR (R820T) 24 1766 3.2 8 m ~10
Funcube Pro+ 0.15 410 260 2050 0.192 16 нi ~200
Airspy 24 1800 10 12 нi 199
SDRPlay 0.1 2000 8 12 нi 149
HackRF 30 6000 20 8 так 299
BladeRF 300 3800 40 12 так 400 & 650
USRP 1 DC 6000 64 12 так 700
На щдстаи анал1зу характеристик зупинимося на приймач1 R820T: робочий д1апазон охоплюе ча-стоти ГНСС, смуга пропускання захоплюе ширину спектра сигнал1в цив1льного д1апазону ГНСС, ни-зька вартють i наявшсть велико! шлькосп програм-ного забезпечення [18-21].
На початку 2014 року MathWorks випустила пакет пiдтримки обладнання для RTL-SDR, що дозволило MATLAB i Simulink взаемодiяти з RTLSDR. За допомогою цього доповнення, сигнал з ви-ходу пристрою може бути захоплений i перенесений в програмне середовище, що дозволяе користу-вачам створити будь-який приймач або аналiзатор спектра на основi моделi Simulink або MATLAB коду [22].
У RTL-SDR приймачi радюсигнал прийма-еться антеною, проводиться квадратурне перетво-рення за допомогою RTL-SDR, тсля цього синфа-зна i квадратурна складовi надсилаються в
MATLAB, запущений на комп'ютерг Конструкцiя приймача реалiзована з використанням вiдповiдних алгоритмш цифрово! обробки сигналiв для демоду-ляцп та видiлення корисного сигналу. Це можуть бути аудiо, вщео, зображення або данi. На рис. 1 показана блок-схема основних еташв обробки сигна-лiв, яш виконуються на RTL-SDR [20].
РЧ-сигнали, що надходять в тюнер понижу-ються до низько! ПЧ, використовуючи генератор керований напругою (ГКН). ГКН програмуеться i управляеться RTL2832U через штерфейс Inter-Integrated Circuit (I2C). Пiсля стади активного регу-лювання пiдсилення (АРП), яка динамiчне регулюе амплiтуду входного сигналу вiдповiдно до робочого дiапазону пристрою, сигнал ПЧ змщений аж до смуги вщеочастот.
à
о
§
vo
4
s &
u kS es t^
S
5 50
? a
а ^ ^ к a ä
53
50 50
о
50
S
50
5Г
S
50
a y
о
« H
S £
о
50
СЦ §
0 -S
S
a
50
a i
2 & «
§ ^
1 §
& I
¿j i C4 О
oo ^ №
H ^
Cti °0 \ >
fe S Ä ja
^ о
t Ä
о
00
Q 4 g
.50 Èv
* s
Q а §
g § 50 SS
50
s
50 s; 5o
8 v§ § a
Es ^ S Q 2 53 о
^ H g ^
S Ûi « ^
ä s;
ï i g ^
a y
a
о vâ
»s s
s? ^
О
4
t; ^
. о
S О
ÜH S
S 2 ^ 2 S ^
s
Класичний метод виконання цього полягае в передачi сигналу ПЧ через фшьтр що згладжуе, а потам знижуе його в смугу вщеочастот за допомогою квадратурних з числовим програмним управ-лiнням осциляторiв.
Вимiрювальний радiоприймач повинен вико-нувати функцш: вимiрювання потужностi сигналу на заданш частотi або дiапазону частот в точщ спо-стереження, за рiвнем не гiрше -140 дБВт [1,23].
В якостi радiомодуля пропонуеться використо-вувати RTL-SDR RTL2832U приймач (рис. 2), який виконуе функцп показанi на рис. 1 з наступними характеристиками:
чутливiсть - 0,22 мкВ; дiапазон частот - 27 ^ 1800 МГц; коефiцiент щдсилювання РЧ сигналу 0 ^ 49,2 дБ;
частота дискретизаци АЦП 200 ^ 3200 кГц.
Рис. 2. Комплект RTL-SDR приймача Структурна схема приймача ви\прювання иотужносп сигналу наведена на рис. 3.
fM X'i 1 '_
Цифровий
фшьтр низьких
частот
Вимiрювач потужностi
RTL2832U
Блок керування
J J uilllll Блок вiдображення t I результатiв
- "" ~ —
kv^fljll
■ - ~
Рис. 3. Структурна схема приймача вимiрювання потужностi сигналу
Для роботи приймача RTL2832U йому потрь бно отримати наступш параметри:
- частоту сигналу, який треба прийняти;
- частоту дискретизацп для АЦП;
- коефщент шдсилення;
- обсяг накопичувального буферу;
- початкову i к1нцеву частоту сканування;
- крок сканування.
Ц параметри надходять з блоку керування.
За вимогами, потужшсть сигналу повинна ви-мiрюватися на частотi сигналу, проте приймач мае визначену смугою пропускання, яка залежить вiд частоти дискретизацi! =200 кГц ^ 3.2 МГц), тобто смуга пропускання приймача може бути в межах Д / = ±100 кГц ^ ±1,6 Мгц, тому сигнал необхвдно об-межити по частотi, що можна реалiзувати фiльтром низьких частот з малою смугою пропускання. Ви-ходячи з технчних характеристик скануючих прий-мачiв мiнiмальний крок сканування складае 10 кГц, на пiдставi цього можемо вибрати смугу пропускання цифрового ф№тра 10 кГц або менше, тим самим шдвищимо розд№ну здатнiсть по частотi [14].
Блок керування для цифрового фшьтру низьких частот надае частоту дискретизацп, смугу пропускання фiльтра.
Вимiрювач потужностi прийнятого сигналу працюе за наступним принципом: прийнятий сигнал можна вважати випадковим на деяко! часово! дмнщ, а як вiдомо потужнiсть випадкового про-цесу ввдображаеться його диспераею [24]. В такому випадку вимiрювач потужностi буде обчис-лювати дисперсiю прийнятого сигналу на певнш частотi з заданою смугою.
Блок ввдображення результатiв: вiдображае ре-зультати вимiрювання потужностi сигналу на прий-нято! частотi в виглядi графша "потужнють-час-тота". Через iнтерфейс блоку задаються всi необ-хiднi параметри для роботи приймача.
Блоки що знаходяться всередиш штриховий областi будуть реалiзовуватися програмним способом i в якостi iнструменту буде використаний пакет Matlab (рис. 3).
Для створення приймача необх1дно виконати наступш кроки:
- створити штерфейс приймача;
- створити програму керування приймачем i вимiрювання потужностi.
1нтерфейс приймача створюеться в стандартному додатку Matlab для розробки графiчного ште-рфейсу користувача GUIDE [25]. На головнш па-нелi (рис. 4) розмiщуються об'екти: п'ять дiалого-вих вжон для введення дiапазону сканування,
смуги пропускання фiльтра низьких частот (забез-печуе дозвiл сканування за частотою), коефщент щдсилення приймача, коефщенту пiдсилення ан-тени, опору антени. Двi кнопки "Сканування" i "Ви-хвд". Два графiчних об'екта для виведення резуль-татiв.
Для керування приймачем попередньо повинна бути встановлена бiблiотека функцiй для RTL-SDR радю [18-22], необх1дно задати в параметри: частоту початку i кiнця дiапазону сканування, вдентифжатор приймача, частоту дискретизацп, ко-ефщент щдсилення, к1льк1сть даних в фрейм^ тип даних i коригувальну частоту для гетеродину.
% read_data(handles);
start_freq =
str2double(get(handles.edit1,'String'))*1e6;
stop_freq =
str2double(get(handles.edit2,'String'))*1e6;
rtlsdr_id = '0'; % RTL-SDR идентификатор или адрес
rtlsdr_fs = 2.8e6; % RTL-SDR частота дискрети-зациип Hz
% rtlsdr_gain = 40; % RTL-SDR tuner gain in dB rtlsdr_frmlen = 4096; % RTL-SDR output data frame size
rtlsdr_datatype = 'double'; % RTL-SDR output data type
rtlsdr_ppm = 0; % RTL-SDR tuner parts per million correction
Створити програмний об'ект приймач з певним îm^M:
% создаем объект RTL-SDR приемника hSDR = comm. SDRRTLReceiver(... rtlsdr_id,...
'CenterFrequency', start_freq,... 'EnableTunerAGC', false,... 'TunerGain', rtlsdr_gain,... 'SampleRate', rtlsdr_fs, ... 'SamplesPerFrame', rtlsdr_frmlen,... 'OutputDataType', rtlsdr_datatype ,... 'FrequencyCorrection', rtlsdr_ppm );
На рис. 4. представлено результат роботи вимь рювального приймача.
í detector
■ i- g ¡П
старт
Частота сканирования (МГц) -стоп
1569
1610
1
O.S
_ 0.6 л
° 0.4 0.2 о
-120 -122 -124 -12В -12В -130 -132
Диапазон dt 25 до 1750 МГц
хЮ-12
Полоса фильтра (кГц)—
■Коэффициент усиления (дБ)
Идп ? -Ш
Коэф. усиления антенны (дБ)
12
Сопротивление антенны (Ом) -
15S0
15S0
Сканирование
' Предварительным усилитель
1565
1570
1575
1580
1535
1590
1595
1600
Вт
—Напряженность Е-поля (средняя)-
3.1784е-13 dB -124.977Э
-1—1—г-1—i—i—i—i i i i i—г-
-1—г-г-1—i—i—i—г-г-
■fV
II«
I I.......I I I I I_L
_|........I I
1505
1570
1575
1530
1535 MHz
1590
1595
1000
Измерительный RTL-SDR радиоприемник
50
to .........I ......... ......... ......... ......... .........
'•fr ■"Ж] -
, I л HJA^jJj kAllijiLn i Ы j L ,, Mliunk, iii и ijiúd iikáH .ittik i,. J jlHij—t-,— ,1,1
...... л ,, i ......... ......... .........л.....Щ .........1.........1 ......... .........
1005
1010
-1—.....—[—1—1—1—1-Г-
^inMfV^
_].......11111_i_
1005
1010
Выход
Рис. 4 Результат роботы вилпрювалъного приймача е д\апазот GPSL1
Антена приймача повинна приймати сигнали в представлено макет приймача для комплексу мош-д1апазош L1 GPS i проектуеться за методикою на- торингу доступност радюнав^ацшного поля веденою в [26]. Конструкция та дiаграма спрямова- ГНСС. ност1 антени наведет на рис. 5 та рис.6. На рис. 7
Рис. 5. Конструкщя антени euMipweanhHoao приймача
Рис. 6. Дiaгpaмa cnpRMoeaHocmi антени вим1рювального приймача
Сопротивление антенны (Ом)
Коэф усиления антенны (дБ)
Г 12 :
Полоса фильтра (кГц)—|
»ффициент усиления
(-Частота сканирования (МГц)
Старт 1559 СТОП 1610 \ 1___Дижпвзом or 25 до 1750 ИГц
Предваригопьмый усилитель
1580 '585
—Напряженность Е-лоля (средняя) ;
3 1784е-13 dB 1249
MHz
и , PTL-SDR
ирование
j
еш
С/2 О
S'
го
И
о та го
=а=
Рис. 7. Макет вим1рювального приймача потужност1 електричного поля
Вимiрювальний приймач розроблено в процес виконання науково-дослщно! роботи Нацюналь-ного авiацiйного унiверситету «Система мониторингу доступностi радiонавiгацiйного поля при заходах на посадку лггальних апарапв за сигналами GNSS».
Вимiрювання потужностi напруженостi елект-ричного поля, яш отриманi за допомогою макета ра-дiоприймача дозволили розробити методику оцшки доступностi радiонавiгацiйного поля ГНСС [6,27,28].
В якосл подальших робот реалiзацii автоном-ностi комплексу мониторингу доступностi радюна-вiгацiйного поля RTL-SDR-приймач буде подключений до мш-ЕОМ Raspberry Pi або Pine 64A з модулем зв'язку каналами GSM.
Висновки. В роботi розглянута проблема ра-дiомонiторингу доступностi радюнаигацшного поля ГНСС. Для вирiшення проблеми на основi технологи SDR радю розроблено вимiрювальний приймач для автономних комплексiв радюмошго-рингу доступносп радiонавiгацiйного поля ГНСС. Вимiрювання потужносп напруженостi електрич-ного поля, яш отриманi за допомогою макета радю-приймача дозволили розробити методику оцшки доступносп радiонавiгацiйного поля ГНСС.
Лггература
1. Конин В., Харченко В. Системы спутниковой радионавигации / В. Конин, В. Харченко, Киев: ХОЛТЕХ, 2010. - 521 c.
2. Ilnytska S., Kondratiuk V. Regulatory and legal aspects analysis of PBN implementation in Ukraine Kyiv: NAU, 2017. 12.1-12.10 рр.
3. Corrigan T.M. and etc. GPS Risk Assessment Study. Final report. Washington, 1999.
4. Vulnerability Assessment of the Transportation Infrastructure Relying on the Global Positioning System. Final report. Washington, 2001.
5. RTCA Inc. Assessment of Radio Frequency Interference Relevant to the GNSS L1 Frequency Band / RTCA Inc., Washington: RTCA, Inc., 2008. 464 р.
6. Shvets V. A. Information threats to the global navigation satellite system and how to eliminate them / V. A. Shvets // Sciences of Europe, Vol. 1, №№35 (2019). - Praha, Czech Republic: Sciences of Europe, 2019. pp. 61 - 73.
7. Циркуляр 267-AN/159 Рекомендации по внедрению и эксплуатационному использованию глобальной спутниковой навигационной системы (GNSS) М.: ИКАО, 1996. - 114 c.
8. Авиационная электросвязь. Том 1 Радионавигационные средства М.: ИКАО, 2006. - 598 c.
9. Руководство по навигации, основанной на характеристиках (PBN) М.: ИКАО, 2013. - 444 c.
10. Руководство по глобальной навигационной спутниковой системе ( GNSS ). Doc 9849 М.: ИКАО, 2013. - 100 c.
11. IMO Resolution A915. Revised maritime policy and requirements for a future global navigation satellite system (GNSS). London, UK: IMO, 2002. 22р.
12. Curry C. Sentinel Project Report on GNSS Vulnerabilities. Lydbrook, 2011.
13. Manual on Testing of Radio Navigation Aids. Montreal: ICAO, 2000. 188 p.
14. Manual on Testing of Radio Navigation Aids. Montreal: ICAO, 2007. 73 p.
15. Справочник по управлению использованием спектра на национальном уровне. Женева: ITU, 2005. - 340 c.
16. Руководство по требуемым радионавигационным характеристикам (RNP) М.: ИКАО, 1999. -68 c.
17. ICAO 2016 - 2030 Global Air Navigation Plan. Montreal: ICAO, 2016. 142 p.
18. Laufer C. The Hobbyist's Guide to the RTLSDR / C. Laufer, Kindle edition, 2014. 286 c.
19. Clark D., Clark P. Field Expedient SDR: Introduction to Software Defined Radio / D. Clark, P. Clark, Meadow Registry Press, 2015. 173 c.
20. Stewart R. [и др.]. Software Defined Radio using MATLAB® & Simulink® and the RTL-SDR / R. Stewart, K. Barlee, D. Atkinson, L. Crockett, Glasgow: Strathclyde Academic Media, 2015. 674 c.
21. RTL-SDR.COM [Электронный ресурс]. URL: https://www.rtl-sdr.com/ (дата звернення: 20.02.2019).
22. MathWorks RTL-SDR Support from Communications Toolbox - Hardware Support - MATLAB & Simulink [Электронный ресурс]. URL: https://www.mathworks.com/hardware-support/rtl-sdr.html?s_tid=srchtitle (дата звернення: 20.02.2019).
23. Дятлов, А. П., Дятлов, П. А., Кульбикаян, Б. Х. Радиоэлектронная борьба со спутниковыми радионавигационными системами / П. Дятлов, А., А. Дятлов, П., Х. Кульбикаян, Б., М.: Радио и связь, 2004. - 226 c.
24. Тихонов В. И. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем / В. И. Тихонов, В. Н. Харисов. М.: Радио и связь, 2004. -608 c.
25. MatWorks MATLAB Documentation [Электронный ресурс]. URL: https://www.mathworks.com/help/matlab/ (дата звернення: 21.01.2019).
26. Воскресенский Д. И. Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решеток / В. С. Филиппов, Л. И. Пономарев, А. Ю. Гринев и др. М.: Радио и связь, 1994. - 592 c.
27. Shvets V. A. Method of evaluation of the electric field level of dangerous signals to gnss receivers / V. A. Shvets, V. P. Kharchenko // Proceedings of the National Aviation University, N 2 (75), 2018. pp. 7-12.
28. Shvets V., Kondratiuk V., Ilnytska S., Kutsenko O. Radionavigation field monitoring in the landing area using software-defined radio receiver // Aviation in the XXI-st century 2018: World Congress. (National Aviation University, October 10 - 12, 2018). Kyiv: Publisher NAU, 2018. P 5.1.21 - 5.1.26
