时频科普

GNSS干扰中,时间服务器如何在技术手段中减少

2022-06-14 10:26:48 zhanghonglei

在时间服务器传输带有时间信息的消息之前,它通常从 GNSS 接收器获取该信息。那是一个全球导航卫星系统。此类系统包括全球定位系统 (GPS)伽利略格洛纳斯北斗

这些系统都有一个共同点。它们依赖于接收来自 L 波段卫星的低功率射频 (RF) 信号,介于 1 到 2 GHz 之间。这些信号是低功率的,因为它们是由可用功率有限的卫星发送的,而且卫星距离很远。GPS 以 14.4 dBW 传输其 L1 信号。然而,当你得到它时,它是 -157 dBW,因为卫星距离 20200 公里。这就像从下一个城镇的孩子的婴儿监视器中接收信号一样。这只是展示了 GNSS 接收器的技术奇迹。但是,尽管 GNSS 接收器设计巧妙,但它们极易受到射频干扰。

GNSS 干扰分为三种类型:意外干扰、故意干扰(干扰)和欺骗意外干扰可能来自在相邻频段发射的附近天线,由于发射器处的振荡器漂移或不完善的带通滤波器,该天线会渗入 GNSS 频率。通常,您可以通过确保天线放置在距离任何其他天线足够远的位置来避免对定时接收器的意外干扰。而且由于定时接收器通常不会移动,因此在安装时正确安装它通常可以延长产品的使用寿命。您的 GNSS 天线需要与另一根天线相距多远。如果另一根天线是为接收而设计的,即它不是故意发射射频信号,那么 3 米可能就足够了。如果另一根天线正在发射射频,则取决于信号强度。只要把它放在尽可能远的地方。

故意干扰称为干扰。为什么人们会干扰 GNSS?如果有人在操作 GNSS 干扰器,就会发生这种情况。等等,什么?为什么会有人这样做?最常见的原因是防止车辆通过其导航系统被跟踪。将 GNSS 干扰器插入点烟器插座,如图 1 所示,您可以防止车辆导航系统接收 GNSS 信号。您还可以防止大约一个街区半径内的任何接收器也无法正常工作,包括可能是您的定时接收器。这些设备通常由专业司机使用,他们有时不希望雇主或汽车和卡车窃贼跟踪他们的行踪。

时间同步服务器
图 1. 点烟器供电的 GPS 干扰器。可以在网上以 150 美元的价格购买。

这个问题有多普遍。欧洲全球导航卫星系统局创建了一个Strike3项目,他们在该项目中在 23 个国家建立了 L1 频段干扰监测系统。他们在两年内记录了 450,000 次干扰事件。其中 73,000 对 GNSS 运行产生了重大影响。大多数有影响的事件(66,000 次)被确定来自干扰器。哎呀!

那你怎么办呢?您可以做的一件事是为您的时间服务器购买一个好的振荡器。大多数事件都是短暂的。通常,干扰器位于刚刚驶过的车辆中。我希望那不是你的车被偷了!表 1 显示了来自 Strike3 项目的数据。

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表 1. 欧洲导航卫星系统 Strike3 项目记录的 GNSS 干扰事件

要了解您需要哪种振荡器,您可以查看表 2 中各种振荡器的保持能力。

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表 2. 不同振荡器在恒温下的保持时间与所需精度的关系。

但是你可以做另一件事。如果您的时间服务器有两个 GNSS 接收器,并且天线之间的距离足够远,那么两个天线同时被干扰的情况很少见。如何获得足够的天线间隔?一种方法是下变频通过光纤电缆发送。图 2 显示了来自 Meinberg 的此类系统的图片。Meinberg GPS 光学天线链路支持长达 2000 米的电缆长度。

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图 2. GPS 接收器的光缆链路

最后,一些天线制造商正在制造天线来阻挡来自低角度的信号,即来自地面附近的信号。大多数时候,干扰信号将来自这个方向。