当你的GPS失败的时候会发生什么?——EEJournal - 亚博首页官网手机登录,亚博yabovip2019进入

你是在偏僻的地方当你的GPS导航系统失败。当然,你在车里不再有地图。没有问题,手机通话时问路。手机不工作。这是外星人入侵的开始吗?是世界上结束呢?不,它是一个小的结果失败的卫星提供的数据你的车载导航系统。这些卫星还提供坐标手机基站的计时信息。所以两个独立的系统都受到同样的失败。讨厌你,也许。 But for other GPS users the consequences could be life threatening.

今年早些时候,英国皇家工程院,总部设在伦敦,发表了一份报告全球导航系统:空间依赖和漏洞。

工作报告是由美国总审计局的建议,2009年5月,美国空军将面临严重的财政困难在维护全球定位系统(GPS)卫星系统。虽然GPS本来是美国军方,全球导航卫星系统(GNSS),包括GPS和目前正在部署新服务,用于推导定位、导航和定时数据(PNT)广泛应用的惊人了。报告介绍,研究主席马丁·托马斯说,“使用GPS信号是现在普遍在数据网络,金融系统,运输和航空运输系统、农业、铁路、和紧急服务。生命安全应用越来越普遍。”他援引欧盟委员会(European Commission)说,欧盟GDP的6 - 7%依赖卫星无线电导航。这是一个总约8000亿欧元,或1.3万亿美元。并且,正如大多数车辆不再有地图,这些系统没有备份系统。

所以会出现什么问题呢?首先,我们要看系统。直到2011年10月,唯一完全部署系统是美国GPS,但上个月,俄罗斯的GLONASS系统完成。中国的罗盘系统接近完成,和欧洲的伽利略刚刚发射了第二个验证卫星。

每个系统(或将会)是一个星座中地球轨道上的卫星。在地面控制站,监控卫星,给他们数据和时钟同步。用户设备接收来自卫星的低功率信号广播和解码。计时信息提供了一个信号从一个卫星(尽管两个是首选)。准确的地理位置需要一个信号从四个卫星。接收单位使用的计时信息信号来计算其位置精度之间的5和10米(约16 - 33英尺)。更精确的定位,在三维在英寸,是可能的帮助下的新卫星地面系统和正在进入服务。接收单位还可以计算速度的精度约30厘米/秒(或0.7英里),在1微秒的时间。

有很多的东西可以用这些系统出错,通过人为错误破坏自然事件在不同的水平。(如果你去报告你会看到,大多数讨论的事情已经发生在一个水平或另一个。)

在看这些东西,重要的是要记住,卫星传输非常低强度,通常-160瓦分贝(1 x 10^-16年)美国瓦茨的时候他们到达接收器。

最极端自然事件将卡林顿事件,英国业余天文学家命名,1859年,观察太阳黑子和太阳耀斑的序列当他看到一个非常大的耀斑。耀斑释放出带电粒子和磁效果,,18小时后,到达了地球,引发了一场巨大的风暴活动,干扰地球磁场。极光出现在世界各地。羽翼未丰的电报行业尤为严重影响,与电报钥匙给运营商的冲击,火花从设备设置光纸,和信号仍在进行电线即使正常power-providing电池无法连通。

太阳能事件仍然经常导致问题与陆基电力输电线路和生成系统,,2005年12月,x射线取下GPS大约10分钟。卡灵顿规模太阳能事件将比2005年12月的强大许多倍事件和可能破坏GNSS电子产品,以及在通信、观察和其他卫星。统计数据不完全理解,但没有理由相信卡林顿事件可能不会很快发生。2005年12月证明,甚至相当常规事件(由太阳标准)可以干扰GNSS,和我们的开始为期3至4年增加了太阳活动的模式。

但地球大气层增加了自己的问题。电离层,以及应对太阳能事件,介绍一些自己的问题。电子计数可以改变,慢慢的,是可以预测的,可以通过造型、纠正和迅速处理更加困难。和高层大气核爆炸会造成类似的影响电离层作为重要的太阳能事件,可能令人不安的GNSS好几个星期。降低大气中,天气系统可能会导致轻微的变化信号延迟。

一旦信号到达地球表面,他们会遇到更多的问题。多路径,接收器接受不仅直接信号也拷贝,到达后,反映来自对象(如建筑,是一个已知的问题。如果反射来自远处的物体,所以信号到达时明显晚于直接的信号,然后是标准的方法可以解决这一问题,但是信号反映了从近对象目前的重大问题,包括原始信号干扰。

意外干扰可以来自各种来源:从大功率发射机排放个人电子设备。报告引用了“差安装闭路电视摄像头…[这]…引起了全球定位系统(GPS)在一公里了。”

故意干扰是一个日益严重的问题。在底部有一个繁荣的水平,如果违法的,市场在GPS干扰器。这些是便宜,容易在互联网上找到,卖给块在车辆跟踪系统。这些是买的偷车贼想阻止GPS跟踪,司机想避免支付过路费,卡车司机想隐藏自己真正的活动从他们的雇主或监管机构,等等。随着这些设备变得越来越复杂和越来越强大,它们干扰其他附近的GPS系统,即使只是很短的一段时间。

故意干扰也可能成为恐怖分子的武器和由政府已经部署。据报道朝鲜使用GPS干扰器100公里的射程扰乱韩国生活和干扰也可以用来扰乱巡航导弹、无人机和自治飞机。

最后,人为错误的可能性。定期GPS卫星接收所有页面的导航数据和时钟和轨道信息,有时每两个小时一样频繁。这些数据的错误已经发生,到目前为止,没有发生大的事故,但这仍然是一个潜在的问题。

时机和其他数据中心的原子钟在卫星。有时这些漂移,需要重置控制中心,一旦认识到的问题。之前确定的问题是,它可能导致错误的10公里,甚至更多,在定位。

所以GNSS是脆弱的——为什么这是一个问题吗?

正如我们前面所讨论的,现在GNSS用于一个非常广泛的活动,甚至有gps割草机。严重的农业使用GPS不仅知道车辆在哪里和指导采集设备;它还使用它监控产量和管理浮动利率播种和施肥。

铁路使用GNSS监视车辆和货物,越来越多的管理培训;例如,精密GNSS用于允许车门打开只有当火车妥善放置。有实验用GNSS取代传统的信号。

现在油轮停泊使用GNSS准确,节省时间和燃料在定位称管连接。

飞机使用GNSS飞行导航。随着GNSS变得更准确的通过增加信号功率,聪明的算法在接收器,和地面站的使用支持,计划使用精确着陆的飞机。

电信应用程序使用GNSS参考时钟,提高分离单元之间同步。所以做电输电电网,将只会增加作为智能电网部署。

和许多其他应用程序,要求非常准确的定位,是潜伏在翅膀。这些包括一些直接与拯救生命的服务或其他的应用程序,如果中断可以危及生命。

问题是如果GNSS系统中断,无论出于何种原因,通常没有b计划。试验与阻塞GPS船戏剧性地展示服务,依靠卫星信号的数量。尽管船员们知道,这是一个测试和预期的问题,他们浪费时间试图“修复”故障的系统,而不是退回到旧的导航方法。

罗兰的无线电信号从系统地面站一直是航海支柱自1950年代以来,这将是一个宝贵的回退。但美国政府关闭其站在2010年,引用使用GPS,尽管相当大的压力,部署一个新版本,eLoran,没有这样做了。