GPS ימסוח לומ תודדומתה תוקינכט · 1W 100mW 10mW 1mW 1KW K W טלקמה...

BAE SYSTEMS Rokar PROPRIETARY INFORMATION The information contained in this document is the property of BAE Systems Rokar,

and further dissemination is prohibited without the written permission of BAE Systems Rokar.

BAE SYSTEMS Rokar –חנן גרינברג

ומערכות ניווט GPSבנושא - 3' מפגש מס" טכנולוגיה בשלישי"

2011נובמבר

GPSטכניקות התמודדות מול חוסמי

2ס "בלמ ROKAR International Ltd.

הסיכון בחסימותGPS

מומחיות חברת רוקר

טכנולוגיות התמודדות עם חוסמים

סיכום

מבנה ההרצאה

BAE SYSTEMS PROPRIETARY


חוסמיGPS הנם אפקטיביים וזמינים לרכישה

פוטנציאל חסימה בטווחים רחוקים מאד

השפעות חסימה:

oפגיעה ביכולת ביצוע המשימה

oצורך ביותר חימוש

oהגדלת הסיכון ומשך ביצוע המשימה

oנזק סביבתי

oפגיעה ביכולת לחימה רשתית

o פגיעה אנושה במערכותTiming

קושי באיתור וזיהוי חוסמים

GPSהסיכון בחסימות



1981פועלת בירושלים מאז . חברה ישראלית

בבעלות מלאה שלBAE Systems Inc ב חברה "מארה

ביטחונית השנייה בגודלה בעולם והראשונה בתחום היבשה

תהליכי צמיחה מואצת בשנים האחרונות

החברה פועלת בתחומים הבאים:

o מערכות ניווט והנחייה בטכנולוגייתGPS

oמערכות הגנה עצמית למטוסים ומסוקים

o מ"לרקמערכות תצפית

BAE Systems Rokar



בית הGPS של מדינת ישראל

שנה במערכות מבוססות 25ניסיון של GPS –

חברה מובילה בתחום החסינות לGPS

פעולה בתנאי סביבה ודינאמיקות מורכבות

י שליטה בחומרה"תפירת מענה לצרכים ע ,

וזאת בזמן קצר. ואלגוריתמים, תוכנה

חברה מובילה בנושאי GPS לטילים

יכולות עבודה למול GPS וGLONASS

מומחיות חברת רוקר



מערכות מותקנות

Bonus BAE SYSTEMS PROPRIETARY

קרקע -חימושי קרקע לווינים

ירוטטילי

ם"רק חימושים אויר קרקע רקטות


הבעיה

בפועל ) 130dBm- -נקלט בעוצמה של כ GPS -אות ה–

(3dB -האות חזק יותר בכ

ללא ניחות אטמוספרי וללא )משוואת ניחות האנרגיה לחוסם –

(:הגבר אנטנה

: GPS -עבור אות ה–

2*4log10

RLdB

m19.0

][log2036 mRdBLdB


ניחות החוסם כפונקציה של טווח

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

1 10 100 1,000 10,000 100,000 1,000,000

טווח לחוסם ]מטרים[

dB

ת חו

ני

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

]dB

m[

קפ

סה

Attenuation 1W Jammer

~R2

Ground Effect

~R4

השפעת הטווח על העוצמה הנקלטת מהחוסם


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.1 1 10 100 1000Range [Km]

J/S [dB]

CW

2MHz Wide

band jammer

GPS

Immunity to:

100W

10W

1W

100mW

10mW

1mW

1KW

10K

W

הטווח ורגישות המקלט, הקשר בין עוצמת החוסם

10W, 10Km

25dB 40dB


פתרונות מקובלים לחסינות

:סנסורים אחרים/ צימוד למערכות אינרציאליות –

שילוב רופף–

שילוב הדוק–

(שילוב הדוק) + שילוב אולטרה הדוק –

:מערכים מסתגלים–

–Null Steering

–Beam Forming



צימוד רופף

GPSמקלט

INSמדידות

מסנן קלמן

(מחשב ניווט)

P,V,T

תאוצות קוויות וזוויתיות

זמן , מיקום ואוריינטציה


צימוד הדוק

GPSמקלט

INSמדידות

מסנן קלמן


PR, PRR




הדוק-צימוד אולטרה

GPSמקלט

INSמדידות

מסנן קלמן


P,V,T, PR, PRR



תאוצות קוויות וזוויתיות מוחלקות

לפי מסנן הקלמן



מערכי אנטנות מסתגלות

–Null Steering :מזעור עוצמת החסימה הנקלטת

.לא דורש ידע על מיקום הלוויינים–

.לא דורש כיול של המערך–

(.איבוד אחוזי שמיים)ים פרזיטיים -Null-עלול לגרום לביטול לוויינים ו–

.מוגבל בכמות החוסמים לפי כמות האלמנטים במערך פחות אחד–

GPS (Add-On)קל למימוש כיחידה נפרדת לפני מקלט –

–Beam Forming : (הלוויין)הכוונת אלומה לכיוון האות הרצוי

.מימוש עיבוד מרחבי נפרד עבור כל לוויין בשמיים–

.דורש ידיעה של מיקומי הלוויינים ואוריינטציית המערך המסתגל בכל רגע נתון–

.דורש כיול של המערך ברמת האלמנט הבודד–

, כמו כן)י בניית אונות לעבר הלוויינים "גם בהעדר חסימה מאפשר הגבר עוצמת הלוויינים ע–

(.NSשיפור בחסינות לעומת

.מאפשר חסינות גם במתארים מרובי חוסמים–


אנטנות 2מערך של : דוגמא

- Jammer Direction

VSR

S

V - Relative Antenna

Position

R

V

JJ S S


עקום קליטה מרחבי מסתגל

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

כיוון ההפרעהכיוון האות

הרצוי

+

: מרחק בין אלמנטי האנטנה

2/


דיאגרמת בלוקים למערכת בעלת מספר אלמנטים

n

+

Complex Weights

Computation

Algorithm

N Complex Weights

To GPS Processor


מבנה מערכת מוכללת

Anti Jamming GPS Receiver

A/D

Antenna Array

A/J Hardware

RF Front-End

RF Front-End

GPS Correlators

CPU

A/J Correlator Chip

Navigation


Add-Onמבנה מערכת

Anti Jamming Module

A/D

Antenna Array

A/J Hardware

RF Front-End

RF Front-End

RF Up-Converter

CPU

A/J Correlator Chip

1575.42MHz

To GPS Receiver


Beam Forming

אחד עבור כל –נפרדים " מקלטים-מיני"' למס GPS-מפצל את מקלט ה–

.לוויין בשמיים

כניסות המערך ומחשב משקולות ייחודיות Nמקבל את " מקלט-מיני"כל –

.עבור פטרן האנטנה המתאים ללוויין אחריו הוא עוקב

נדרש לקלוט . י הקלת תנאי האופטימיזציה"משפר את חסינות המקלט ע–

.רק לוויין בודד בשמים

אופטימלי בכיוון Gain/SNRיכולת לשלב באלגוריתם החיסון אילוץ על –

.כל לוויין נפרד

( עשרות)רב משמעותית של חוסמים ' יכולת סטטיסטית לעמוד במס–

.האלמנטים במערך' לעומת מס



המחשת ערוץ לכל לוויין


1אנטנה Nאנטנה

1ערוץ לוויין 12ערוץ לוויין


הוספת הגבר ללוויין –דוגמא


כיוון הלוויין

כיוון החסימה להרחבה


Beam Forming-ל Null Steeringסימולציית השוואה בין

מימד למטרות -ובוצעה בדו" מציאותית"הסימולציה אינה –

המחשה

8מערך האנטנות שנלקח בחשבון הוא מערך מעגלי בן –

אלמנטים

..במילים -שאר ההסברים –


2Dסימולציה

–NS מול קורן יחיד דינאמי


2Dסימולציה

–BF מול קורן יחיד דינאמי


2Dסימולציה

–BF דינאמי והשאר סטטיים 1, קורנים 4מול


מערכות צבאיות רבות מסתמכות כיום עלGPS

GPS רגיל ניתן לחסימה בקלות די רבה

GPS שונים וברובדיםניתן לחיסון בשיטות שונות

פיתרונות אלו הוכחו במערכות מבצעיות במספר רב של ניסויים

מערכות אלו הינםCost Effective ( לא בביצועים, במחיר ) לעומת

פיתרונות אחרים

סיכום



מוצרי GPSחסינים מותאמות לפלטפורמות וחימושים

יכולת טכנולוגית להתמודדות עם מספר רב של חוסמים מתקדמים

נבדק בעשרות ניסויים

גבוהות בדינאמיקותדיוק גבוה

מאות מערכות מבצעיות

שניר



[email protected]


mailto:[email protected]


30

We Protect Those Who Protect Us ®

GPS ימסוח לומ תודדומתה תוקינכט · 1W 100mW 10mW 1mW 1KW K W טלקמה...

Documents

Transcript of GPS ימסוח לומ תודדומתה תוקינכט · 1W 100mW 10mW 1mW 1KW K W טלקמה...