فصل الملاحة الفضائية

مكبر الملاحة بدون طيار // مكبر GPS// مكبر 1.1-1.6GHz

نطاق الترددات يتركز بشكل رئيسي في 1100-1700MHz،

نظام تحديد المواقع GPS L1, L2, L3, L4, L5

(غلوناس) ، (ل1، ل2)

BDS: B1، B2، B3، L، S

GALILEO: L1، E5b، E5a

إشارة نظام تحديد المواقع ضعيفة جداً وتتجاوز الضوضاء الطبيعية بالقرب من الأرض باستخدام الهوائيات السلبية المستخدمة عادة كسب 3-6dB في المناطق المفتوحة، يمكن أن يصل مستوى الاستقبال الإجمالي إلى حوالي -120 ديسيبل. إشارة GPS المدنية هي إشارة طيف واسع مع تردد 1575 ميغا هرتز وعرض النطاق الترددي 2.046 ميغا هرتز. مكاسب الطيف المنتشر هي 43 ديسيبل، و Cb/N0 تعتبر 6 ديسيبل. على الرغم من أن أي شكل من أشكال التدخل يمكن أن يكون فعالاً طالما أنه قوة عالية ، فان فعالية التداخل في بعض النطاقات الترددية ضعيفة بسبب زيادة الطيف الكبيرة. من بين الطرق السهلة لتنفيذها ، فإن تداخل الضوضاء في النطاق الكامل له ميزة ، مع معدل خطأ أكبر من 10٪ عند تلبية الشروط التالية:

(1) عرض نطاق إشارة التداخل يساوي أو أكبر من 2.046MHz، ويغطي النطاق الترددي الكامل لإشارة GPS. (2) بعد استلام إشارة التداخل بواسطة هوائي GPS، يجب أن يكون مستوى طاقتها الكلي أعلى من -83dBm.

الاتجاه الرئيسي لحبة هوائية GPS على الطائرة بدون طيار هو موجه نحو السماء، والتي يمكن أن توفر بعض العزلة من التداخل الأرضي. حجم العزل يعتمد على جودة الهوائية، وطريقة التثبيت، وهيكل المعدات والمواد الخاصة بالطائرة بدون طيار نفسها. إذا تم تثبيت الهوائي في الموقف الوسط للطائرة بدون طيار وهناك قطعة كاملة من لوح شبكة الألياف الكربونية على الطائرة بدون طيار لحجب اتجاه الأرض ، فإنه يمكن أن يوفر عادة 30-40 ديسيبل من العزل. إذا كانت اتجاه الهوائي سيئة والتركيب ليس عمودي بما فيه الكفاية، فإن العزل سيتم تقليصه. افتراض أن مكاسب هوائية GPS بدون طيار إلى المدافع الأرضي (مصدر التداخل) هي -40 ديسيبل ، والمكاسب إلى السماء تلبي متطلبات استقبال هوائي GPS العادي ، أي أن مستوى الاستقبال الإجمالي يمكن أن يصل إلى -120 ديسيبل. الطائرة بدون طيار على بعد 100 متر من الأرض، ومكاسب الهوائي من جهاز الإرسال التداخل هو 0. وفقًا لصيغة فقدان المساحة الحرة ، فإن قوة الإرسال المطلوبة هي: Pt = Pr + 32.45 + 20logd + 20logf-G = 83 + 32.45-20 + 64 + 40 = 33.45dBm

يعني الحساب أعلاه أنه إذا كانت عرضة التداخل معتدلة، فإن 2 واط فقط من طاقة الإرسال مطلوبة لتدمير نظام تحديد المواقع العالمي للطائرات بدون طيار ضمن نطاق 100 متر. إذا كان لدى هوائي التداخل كسب 6 ديسيبل، فإن 0.5 واط فقط من الطاقة مطلوبة. وقد وُجد من خلال الاختبارات الفعلية أن سعة التعديل الضوضائي 0.01 واط (1) للطائرات بدون طيار تستخدم على نطاق واسع البلاستيك الخفيف، مما يؤدي إلى أن عزل هوائي GPS عن الأرض أقل بكثير من 40 ديسيبل.

لا يمكن أن يصل المستوى الإجمالي المستلم إلى -120 ديسيبل (وهو قريب من القيمة المثالية النظرية وعادة ما يعتبر -130 ديسيبل في الهندسة).

مخطط فك تشفير المستقبل الرخيص مبسط للغاية ولا يستفيد بالكامل من مكاسب الانتشار 43ديسيبل.

أبسط إشارة نطاق عريض هي تعديل تردد الضوضاء. بالطبع، يمكن أيضًا استخدام تداخل الارتباط الأقوى لخداع، مثل استخدام محاكيات GPS لتوليد بعض الإشارات الزائفة. ولكن بالنظر إلى أن قوة التداخل ليست كبيرة بالفعل، يبدو أنه من غير الضروري تحمل هذه النفقات.

يعتمد سلوك الطائرة بدون طيار بعد فقدان إشارات GPS على وظيفة وإعدادات نظام التحكم في الطيران. بالنسبة للمشغلين المهرة، فإن GPS ليس ضروريًا. في عصر بدون GPS، كان بإمكان طياري النماذج الجوية إكمال مسارات الطيران التي تصورها من خلال الفحص البصري أو نقل الصور. ومع ذلك، بالنسبة للمشغلين غير المتمرسين، فإن عواقب القضاء على إشارات GPS أصبحت بالفعل خطيرة للغاية، حيث أصبحت وظيفة العودة التلقائية للطائرة بدون طيار غير فعالة ويجب الاعتماد بالكامل على التشغيل اليدوي. استنادًا إلى خبرة الدفاع التي تم إتقانها بالفعل، فإن هذا يعادل أساسًا عدم القدرة على الطيران للعودة. إذا كنت ترغب في تجنب عواقب تدخل GPS، يمكنك الكتابة عن النقاط التالية:

بالاقتران مع الهوائي الذي له كسب قدره 5dB، يمكنه بالفعل هزيمة GPS لمعظم علامات الطائرات بدون طيار ضمن نطاق 100 متر. قد يكون هذا ناتجًا عن الأسباب التالية:

• يجب على المشغل الخضوع لتدريب في الطيران الحر بدون GPS.
• تقييم عزل الأرض لهوائيات GPS بدقة لزيادته إلى، على سبيل المثال، 50dB؛ اختيار جهاز استقبال GPS مع مرتفع الأداء.
• اعتماد منصة قصور ذات دقة أعلى لضمان وقت عودة كافٍ في حالة فقدان نظام تحديد المواقع العالمي.
• استخدام الصور من الكاميرات الموجودة على متن الطائرة للتحديد والعودة.