Woher kommen GPS-Störungen wie die von Lightsquared?

Ein kürzlich durchgeführter Regierungstest zeigt, dass LightSquared- Produkte 75% der GPS-Empfänger in benachbarten Frequenzbändern betreffen. Ist dies am wahrscheinlichsten, weil (a) die Lightsquared-Sender auf die falsche Frequenz übergehen, (b) weil die GPS-Empfänger zusätzlich zu ihren eigenen Signalen Signale von benachbarten Bändern empfangen oder (c) aus einem anderen Grund?

Ich arbeite in einer Branche, die vom LightSquared-System betroffen ist, und kann möglicherweise Einblicke gewähren. Das vorliegende Problem liegt im Bereich des GPS-Empfängers. Die Bänder, die LightSquared verwenden möchte, befinden sich in der Nähe der GPS L1-Wellenlänge. Diese Bänder werden derzeit von Systemen verwendet, die Befehls- und Steuerpakete an Satellitensysteme senden. Die LightSquared-Signale sind jedoch um Größenordnungen stärker. Die HF-Filter von hochpräzisen (Zweifrequenz-) Empfängern wurden nicht dafür ausgelegt, so viel Leistung an den Rändern ihrer Bänder zu blockieren, und daher kommt die Interferenz. Eine Industrie hätte daher nie erwartet, dass ein benachbartes Band auf diese Weise verwendet wird, und entschied sich daher dafür, bei ihrem Filterdesign Geld (und in den frühen Tagen des GPS) einen erheblichen Betrag zu sparen. An diesem Punkt mit den Hunderttausenden von hochpräzisen Empfängern im Feld ist es so weit gekommen, dass LightSquared am einfachsten bessere Filter an ihrem Ende einsetzt. Andernfalls müssen die meisten Militär- und Vermessungsempfänger ersetzt oder mit neuen Zusatzfiltern ausgestattet werden.

Sobald ich an meinem Desktop bin, werde ich mit einigen Grafiken aktualisieren, die die Leistung und Frequenzverteilung der entsprechenden Signale zeigen.

BEARBEITEN:

Wie versprochen ist hier das Update. Auf dem Bild unten sehen Sie leicht die Leistungshüllkurve des LightSquared LTE-Signals. (Dieses Bild stammt ursprünglich von: Javads Website , einem Hersteller von GNSS-Empfängern.) In der Grafik sind auch die Frequenzgangdiagramme einiger recht typischer Filter dargestellt, die in verschiedenen Arten von GPS / GNSS-Empfängern verwendet werden. Wenn Sie sich die Leistungspegel am Boden der wichtigen GNSS / L-Band-Signale ansehen, werden Sie feststellen, dass sie auch nach dem Herunterfallen des GPS-Filters noch vom LightSquared-Signal überflutet werden.

Außerdem habe ich in der ursprünglichen Veröffentlichung vergessen zu erwähnen, dass die traditionelle Nutzung des vom neuen LightSquared-Dienst belegten Spektrums für mobile Satellitensysteme (MSS) gilt, die eine Hüllkurve mit geringer Leistung wie das StarFire / OmniSTAR-Signal in der Grafik aufweisen.

Der Grund, warum GNSS-Empfänger einen so breiten Filter verwenden, ist, dass jedes Satellitennavigationssystem seine eigene Frequenzzuweisung hat.

Um GPS L1 zu empfangen, müssen Sie empfindlich auf das bei 1575 MHz zentrierte Signal reagieren.

GLONASS wird mit 1575 MHz (wieder L1) und Frequenzen zwischen 1595 MHz und 1609 MHz übertragen.

Für Anbieter war es am praktischsten, ihren L1-Filter so zu gestalten, dass sie von der Mitte von L1 bis zum äußersten Rand des ~ 1600-MHz-Signals von GLONASS flach reagieren. Wenn dieser Filter auf der unteren Frequenzseite des L1-Zentrums gespiegelt wird, ergibt sich ein sehr breiter und flacher Filter.

Nach dem, was ich gelesen habe, sollten die LightSquared zugewiesenen Frequenzbänder für die Kommunikation zwischen Satellit und Erde verwendet werden. Da Satelliten weit vom Boden entfernt sind, gibt es keinen großen Unterschied in der Signalstärke zwischen den Orten, die dem Sender am nächsten liegen, und denen, die am weitesten entfernt sind. Das Problem mit LightSquared beruht auf der Tatsache, dass aus irgendeinem Grund jemand eine Anfrage genehmigt hat, LightSquared das Senden dieser Signale von terrestrischen Sendern und nicht nur von Satelliten zu ermöglichen. Obwohl ein Satellitensignal, das auf der Erde empfangen werden kann, in den Bereichen des Weltraums in der Nähe des Satelliten viel stärker sein müsste, gibt es in diesen Bereichen des Weltraums nichts, was von den stärkeren Übertragungen betroffen wäre.

Übrigens kann ein verwandtes Phänomen bei Chicagoland-Fahrern auftreten, die versuchen, WGN-AM720 in der Nähe von Schaumburg, IL, zu erhalten. WGN ist ein 50.000-Watt-Sender, der in der Nähe von Chicago sendet. Daher sollte es in Schaumburg (einem Vorort) keine Schwierigkeiten geben, ihn zu empfangen. In der Nähe von Schaumburg gibt es jedoch drei andere Sender (jeweils 50.000 Watt), die zusammen ein ausreichend starkes Signal erzeugen, um die Eingangsstufen vieler Autoradios zu überfluten, was den Empfang des WGN-Signals erschwert.