-
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Navigation, und insbesondere die Positionierung und Navigation auf der Grundlage des Empfangs von Satellitensignalen, die von Satelliten gesendet werden, die Teil einer Konstellation von um die Erde verteilten Satelliten sind. Die Positionierung oder Ortung oder Navigation per Satelliten (oder GNSS von englisch „Global Navigation Satellite System“) wird hauptsächlich von den Systemen GPS, Galileo, GLONASS und BeiDou umgesetzt.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Die Satellitenortung besteht im Empfang von Signalen, die von Satelliten ausgesendet werden, deren Positionen bekannt sind, und im Ableiten einer sogenannten Pseudodistanz-Messung zwischen dem Empfänger der Satellitensignale (üblicherweise und manchmal fälschlicherweise als GPS-Empfänger bezeichnet) und jedem der Satelliten, von dem ein Signal empfangen wurde (wobei jedes Signal insbesondere eine Kennung des Satelliten und den Zeitpunkt der Aussendung des Signals enthält) anhand der Zeitspannen (oder Flugzeiten) zwischen der Aussendung und dem Empfang jedes der Signale. Es reicht folglich aus, über Signale von vier Satelliten zu verfügen, um die geografische Breite, die geografische Länge und die Höhe des Empfängers sowie einen Fehler in Bezug auf die gemessenen Zeitspannen zu erhalten, aber die Ortung ist umso genauer, je höher die Anzahl der Satelliten ist, deren Signale vom Empfänger zur Berechnung seiner Position berücksichtigt werden.
-
Infolgedessen sind solche Ortungssysteme, die relativ genau sind, inzwischen weit verbreitet, und viele Fahrzeuge sind mittlerweile mit Satellitensignalempfängern ausgestattet. Aufgrund der gesunkenen Kosten für die Satellitensignalempfänger besitzen die meisten Menschen auch Mobiltelefone vom Typ Smartphone, die über einen eigenen Satellitensignalempfänger verfügen.
-
Parallel zu dieser Entwicklung von Satellitensignalempfängern sind Täuschungsvorrichtungen aufgetaucht, mit denen solche Satellitensignalempfänger getäuscht werden können (man spricht von einer „Täuschung“ oder einem „Spoofing“ der Empfänger).
-
Eine solche Vorrichtung umfasst eine elektronische Verarbeitungseinheit, die mit einem Funksignalsender verbunden ist, um gefälschte Signale mit den Eigenschaften von Satellitensignalen zu übertragen. Genauer gesagt ist die elektronische Verarbeitungseinheit so ausgebildet, dass sie anhand der tatsächlichen Ausgangsposition eines Satellitensignalempfängers gefälschte Signale erzeugt, die dazu führen, dass der Satellitensignalempfänger eine falsche Position berechnet, wenn sie von diesem berücksichtigt werden. Die tatsächliche Ausgangsposition des Satellitensignalempfängers kann beispielsweise mit einem Laser-Entfernungsmesser-System ermittelt oder von dem Fahrzeug, in dem sich der Satellitensignalempfänger befindet, übermittelt werden, wie dies in bestimmten Navigationsvorschriften, insbesondere für den Einsatz in der Luft und auf See, vorgeschrieben ist (ADSB-Signale (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) oder AIS-Signale (Automatic Identification System), die von den Fahrzeugen gesendet werden, um ihren Nachbarn ihre Position mitzuteilen).
-
Damit die gefälschten Signale von dem Satellitensignalempfänger berücksichtigt werden, reicht es nicht aus, die gefälschten Signale mit einer höheren Leistung als die der ursprünglichen Satellitensignale zu senden. Es ist auch notwendig, dass die gefälschten Signale die gleiche Codephase und einen Dopplereffekt haben, der im gleichen Bereich liegt wie bei den Satellitensignalen, die zuvor vom Satellitensignalempfänger empfangen wurden. Wenn das erste empfangene gefälschte Signal zu der letzten vom Satellitensignalempfänger berechneten Position und zu den zuvor empfangenen Satellitensignalen kohärent ist und wenn die nachfolgend empfangenen gefälschten Signale zueinander kohärent sind, dann werden die gefälschten Signale vom Satellitensignalempfänger so verwendet, als ob sie echte Satellitensignale wären, und es ist nicht möglich, den Fehler bezüglich der tatsächlichen Position des Satellitensignalempfängers zu erkennen.
-
Beispielhaft wird die Täuschung in dem Dokument „Impact Assessment of GNSS Spoofing Attacks on INS/GNSS Integrated Navigation System“, Yang Liu et al. in Sensors 2018, 18, 1433, doi:10.3390/s18051433 erläutert.
-
Es sind auch hybride Navigationssysteme bekannt, die die von einem Trägheitsnavigationssystem stammenden inertialen Positionsdaten mit den von einem Satellitensignalempfänger stammenden Satellitenpositionsdaten kombinieren. Solche Navigationssysteme enthalten ein oder mehrere Kalman-Filter, die so ausgebildet sind, dass sie die hybride Navigation auf die Satellitenpositionsdaten neu berechnen. Das Kalman-Filter ist durch einen Innovationstest geschützt, der Ausreißermessungen erkennt und zurückweist, sodass die gefälschten Signale, sofern sie hinreichend kohärent sind, den Innovationstest bestehen können. In solchen Systemen dienen die Satellitenpositionsdaten zur Kompensation von Langzeitfehlern in den inertialen Positionsdaten, sodass die Berücksichtigung der gefälschten Signale trotz der Kombination der inertialen Positionsdaten mit den Satellitenpositionsdaten zu Navigationsfehlern führt.
-
Es ist daher verständlich, dass die Verwendung solcher Täuschungsvorrichtungen die Sicherheit eines getäuschten Fahrzeugs und möglicherweise auch die Sicherheit anderer Fahrzeuge, die sich in der gleichen Zone wie das getäuschte Fahrzeug bewegen, beeinträchtigen kann.
-
ZIEL DER ERFINDUNG
-
Die Erfindung hat insbesondere zum Ziel, Mittel zur Erkennung eines Täuschungsvorgangs vorzusehen.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Erkennung eines Täuschungsvorgangs einer ersten Satellitensignal-Positionsbestimmungsvorrichtung vorgesehen, mit der ein erstes Fahrzeug ausgestattet ist, das sich in einer Zone bewegt, in der sich mindestens ein zweites Fahrzeug, das mit einer zweiten Satellitensignal-Positionsbestimmungsvorrichtung ausgestattet ist, bewegt, wobei das Verfahren den Schritt des Berechnens mindestens eines ersten Positionswerts für jedes Fahrzeug ausgehend von anfänglichen Satellitensignalen, die von jeder Vorrichtung empfangen werden, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst:
- - parallel zum Empfang der anfänglichen Satellitensignale durch die zweite Vorrichtung und zur Berechnung des ersten Wertes für das zweite Fahrzeug Initiieren einer Einrastphase durch die zweite Vorrichtung, um neue Satellitensignale zu suchen und anhand der von der zweiten Vorrichtung empfangenen neuen Satellitensignale einen zweiten Positionswert für das zweite Fahrzeug zum gleichen Zeitpunkt wie den ersten Wert zu berechnen;
- - Vergleichen des ersten und des zweiten Wertes, die sich auf das zweite Fahrzeug beziehen;
- - Ausgeben einer Warnung, wenn die beiden Werte nicht übereinstimmen.
-
Unter Positionswert versteht man eine Position und/oder eine Geschwindigkeit. Auf diese Weise sind die Fahrzeuge, die sich in einer Zone bewegen, die von einem Täuschungsvorgang erfasst wird, ohne jedoch das Ziel des Täuschungsvorgangs zu sein, in der Lage zu erkennen, dass ein Täuschungsvorgang stattfindet, und eine Warnung auszugeben, um den Fahrzeugführer des getäuschten Fahrzeugs zu warnen.
-
Es wird ferner ein Verfahren wie oben beschrieben vorgeschlagen, bei dem die Warnung ausgegeben wird, wenn die verglichenen Werte sich um eine Differenz unterscheiden, die größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.
-
Es wird ferner ein Verfahren wie oben beschrieben vorgeschlagen, bei dem der Schwellenwert unter Berücksichtigung der statistischen Genauigkeit für die Berechnung des ersten Wertes und der statischten Genauigkeit für die Berechnung des zweiten Wertes, wenn keine Täuschungssituation vorliegt, bestimmt wird.
-
Es wird ferner ein Verfahren wie oben beschrieben vorgeschlagen, bei dem die Warnung durch Rundfunkübertragung ausgegeben wird.
-
Es wird ferner ein Verfahren wie oben beschrieben vorgeschlagen, bei dem die Warnung an eine Bodenstation ausgegeben wird.
-
Es wird ferner ein Verfahren wie oben beschrieben vorgeschlagen, bei dem die Bodenstation eine Warnmeldung an das getäuschte Fahrzeug sendet.
-
Es wird ferner ein Verfahren wie oben beschrieben vorgeschlagen, bei dem der erste Wert auch unter Verwendung von Nicht-Satelliten-Positionsdaten berechnet wird.
-
Es wird ferner ein Verfahren wie oben beschrieben vorgeschlagen, bei dem sich mehrere zweite Fahrzeuge in der Zone bewegen und das Verfahren den Schritt des Schätzens eines Umrisses der Täuschungszone aus den ersten Werten der zweiten Fahrzeuge umfasst.
-
Es wird ferner ein Verfahren wie oben beschrieben vorgeschlagen, das den Schritt des Schätzens einer Position für einen Sender von Täuschungssignalen aus dem Umriss der Täuschungszone umfasst.
-
Es wird ferner eine Satellitensignal-Positionsbestimmungsvorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung mindestens erste Satellitensignal-Empfangskanäle und zweite Satellitensignal-Empfangskanäle und mindestens eine Verarbeitungseinheit aufweist, die ausgebildet ist, um:
- - auf den ersten Kanälen während eines Einrastmodus Sender von Satellitensignalen, die ausreichend stark sind, um verwendet zu werden, auszuwählen und während eines Betriebsmodus, der so lange dauert, wie die von den ausgewählten Sendern gesendeten Signale ausreichend stark sind, aufeinanderfolgende erste Positionswerte aus diesen Signalen zu berechnen,
- - auf den zweiten Kanälen während eines Einrastmodus Sender von Signalen, die ausreichend stark sind, um verwendet zu werden, auszuwählen und während eines Betriebsmodus mindestens einen zweiten Positionswert aus den Signalen zu berechnen, wobei die Verarbeitungseinheit automatisch in den Einrastmodus zurückkehrt, nachdem sie den mindestens einen Positionswert auf den zweiten Kanälen unabhängig von der Stärke der Signale berechnet hat.
-
Es wird ferner eine Vorrichtung wie oben beschrieben vorgeschlagen, bei der die Verarbeitungseinheit nach der Berechnung eines einzigen Positionswertes auf den zweiten Kanälen in den Einrastmodus zurückkehrt.
-
Es wird ferner eine Vorrichtung wie oben beschrieben vorgeschlagen, bei der die Verarbeitungseinheit nach einer vorbestimmten Dauer auf den zweiten Kanälen in den Einrastmodus zurückkehrt.
-
Es wird ferner eine Vorrichtung wie oben beschrieben vorgeschlagen, bei der die ersten Kanäle zu einem ersten Empfänger und die zweiten Kanäle zu einem zweiten Empfänger gehören.
-
Es wird ferner eine Vorrichtung wie oben beschrieben vorgeschlagen, bei der die ersten und zweiten Kanäle zu einem einzigen Empfänger gehören.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich beim Studium der folgenden Beschreibung eines besonderen, die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels.
-
Figurenliste
-
Es wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht einer Täuschungsvorrichtung, die eine Täuschungszone erzeugt, in der Luftfahrzeuge fliegen; und
- 2 eine schamtische Ansicht einer Detektorvorrichtung zum Durchführen des Verfahrens der Erfindung während eines Täuschungsvorgangs.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Unter Bezugnahme auf die Figuren wird die Erfindung hier für die Luftfahrzeuge 1A, 1B und 1C beschrieben, die jeweils mit einem Navigationssystem mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 ausgestattet sind, das eine Satellitensignal-Positionsbestimmungsvorrichtung 20 und ein Trägheitsnavigationssystem 30 umfasst, die mit einer elektronischen Navigationseinheit 40 verbunden sind.
-
In einem ersten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 20 einen ersten Satellitensignalempfänger 21 und einen zweiten Satellitensignalempfänger 22.
-
In herkömmlicher Weise ist der erste Empfänger 21 so ausgebildet, dass er im Betriebsmodus Satelliten-Positionssignale empfängt, die von Satelliten S in einer Satellitenkonstellation mindestens eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) wie GPS, Galileo, GLONASS oder BeiDou gesendet werden, und dass er anhand dieser Satellitensignale erste Satellitenpositionsdaten wie Breitengrad, Längengrad, Höhe und Zeitfehler berechnet.
-
Der zweite Empfänger 22 ist in herkömmlicher Weise so ausgebildet, dass er im Betriebsmodus Satelliten-Positionssignale empfängt, die von Satelliten S in einer Satellitenkonstellation mindestens eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) wie GPS, Galileo, GLONASS oder BeiDou gesendet werden, und anhand der Satellitensignale zweite Satellitenpositionsdaten wie Breitengrad, Längengrad, Höhe und Zeitfehler berechnet.
-
Die beiden Empfänger 21 und 22 verfügen über einen Einrastmodus, der an sich bekannt ist, in dem sie Signale empfangen und daraus diejenigen Satellitensignale auswählen, die ausreichend stark sind, um sie nutzen zu können. In einem Betriebsmodus ignorieren die Empfänger 21 und 22 diejenigen Signale, die nicht den ursprünglich im Einrastmodus ausgewählten Satellitensignalen entsprechen. In der Praxis berücksichtigen die Empfänger 21 und 22 nur die Satellitensignale, die die gleiche Codefolge haben wie die ursprünglich ausgewählten Satellitensignale. Diese Codefolge jedes Satellitensignals entspricht einer Kennung des Satelliten, der das Satellitensignal gesendet hat. Die Empfänger 21, 22 überprüfen auch die Kohärenz zwischen:
- - dem Dopplereffekt der nacheinander im Betriebsmodus empfangenen Signale;
- - der Phase der nacheinander im Betriebsmodus empfangenen Signale;
- - der Frequenz der nacheinander im Betriebsmodus empfangenen Signale.
-
Das Trägheitsnavigationssystem 30 umfasst eine inertiale Messeinheit mit Trägheitssensoren, bei denen es sich in diesem Beispiel und in herkömmlicher Weise um drei Beschleunigungsmesser handelt, die auf den Achsen eines Messbezugssystems angeordnet sind, sowie um drei Kreisel, die so angeordnet sind, dass sie Drehungen dieses Messbezugssystems relativ zu einem Referenzbezugssytem messen. In herkömmlicher Weise umfasst das Trägheitsnavigationssystem 30 ferner eine Verarbeitungseinheit, die so ausgebildet ist, dass sie aus den von den Trägheitssensoren erzeugten Messsignalen Trägheitspositionsdaten, wie Lage- und Geschwindigkeitsdaten, ermittelt.
-
Die elektronische Navigationseinheit 40 umfasst einen oder mehrere Prozessoren und einen Speicher, der mindestens ein Programm mit Anweisungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält. Insbesondere ist die elektronische Navigationseinheit 40 so programmiert, dass sie unter Verwendung der Positionsdaten Navigationsberechnungen durchführt.
-
Bei der Ausführung dieses Programms führt die elektronische Navigationseinheit 40 hybridisierte Navigationsberechnungen sowohl auf der Grundlage der inertialen Positionsdaten als auch auf der Grundlage der ersten Satellitenpositionsdaten durch. Die hybridisierte Navigation kann auf einer Positionskopplung oder Geschwindigkeitskopplung basieren. Um die Hybridisierung durchzuführen, setzt das Programm ein Kalman-Filter ein, das eine Reihe von Filtern umfasst und durch einen Innovationstest geschützt ist, der die Kohärenz der ersten Satellitenpositionsdaten zueinander überprüfen soll. Der Innovationstest selbst ist bekannt und dient dazu, Ausreißermessungen zu erkennen und zu verwerfen.
-
Um die Kohärenz der Daten zueinander zu überwachen, führt das Navigationssystem 10 herkömmliche Integritätsüberprüfungsverfahren wie die autonome Integritätsüberwachung des Empfängers (RAIM vom englischen „receiver autonomous integrity monitoring“) oder die autonome Integritätsüberwachung des Flugzeugs (AAIM vom englischen „aircraft autonomous integrity monitoring“) durch.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zielt darauf ab, einen Täuschungsvorgang zu erkennen, bei dem eine Täuschungsvorrichtung D, die sich in diesem Beispiel am Boden befindet und die tatsächliche Position des Luftfahrzeugs 1 kennt, gefälschte Signale sendet, die vom Satellitensignalempfänger 20 empfangen und bei der Durchführung der hybriden Navigationsberechnungen anstelle der echten Satellitensignale berücksichtigt werden sollen, um das Luftfahrzeug 1 auf eine tatsächliche Bahn zu bringen, die sich von der durch das Navigationssystem angezeigten Bahn unterscheidet. Es versteht sich, dass die gefälschten Signale nur für eines der Luftfahrzeuge 1A, 1B oder 1C bestimmt sein können, die in der Zone Z für die Übertragung der gefälschten Signale fliegen, da die gefälschten Signale in Abhängigkeit von der Position und der Geschwindigkeit des getäuschten Luftfahrzeugs erzeugt werden: In der vorliegenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass das Luftfahrzeug 1A das Ziel des Täuschungsvorgangs ist. Der Aufbau und die Funktionsweise der Täuschungsvorrichtung D sind an sich bekannt und werden hier nicht näher beschrieben.
-
In der Praxis führt das Navigationssystem 10 in jedem der Luftfahrzeuge 1A, 1B und 1C hybride erste Navigationsberechnungen auf der Grundlage der vom ersten Empfänger 21 im Betriebsmodus gelieferten Satellitenpositionsdaten und der vom Trägheitsnavigationssystem 30 gelieferten inertialen Positionsdaten durch. Diese Navigationsberechnungen dienen dazu, in regelmäßigen Abständen erste Positionswerte und erste Geschwindigkeitswerte zu liefern, anhand derer das Luftfahrzeug einer Bahn folgen soll. Dazu wird der erste Empfänger 21 erstmals in den Einrastmodus und dann in den Betriebsmodus versetzt und bleibt so lange im Betriebsmodus, wie die Anzahl der Satellitensignale, die vom ersten Empfänger 21 genutzt werden können, ausreicht, um Satellitenpositionsdaten mit einer Genauigkeit zu ermitteln, die der gesuchten Positionsgenauigkeit entspricht. Dies wird im Allgemeinen als „Verfolgung“ des Signals jedes Satelliten bezeichnet, im Gegensatz zur „Suchphase“.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der zweite Empfänger 22 so geschaltet, dass er zwischen dem Einrastmodus und dem Betriebsmodus wechselt. Der Zweck des Hin- und Herschaltens zwischen diesen beiden Modi besteht darin, den zweiten Empfänger 22 zu zwingen, häufig auf neue Satellitensignale einzurasten, um den zweiten Empfänger 22 empfindlich für die gefälschten Signale zu machen. Das Navigationssystem 10 in jedem der Luftfahrzeuge 1A, 1B und 1C führt nicht-hybride zweite Navigationsberechnungen mit den zweiten Satellitenpositionsdaten durch, die vom zweiten Empfänger 22 im Betriebsmodus geliefert werden. Diese Navigationsberechnung dient dazu, zweite Positionswerte und zweite Geschwindigkeitswerte zu liefern, die zur Erkennung des Täuschungsvorgangs verwendet werden. Es versteht sich, dass die Erkennung des Täuschungsvorgangs umso effektiver ist, je kürzer der Zeitraum ist, während dessen der zweite Empfänger 22 im Betriebsmodus ist. Vorzugsweise kehrt der zweite Empfänger 22 in den Einrastmodus zurück, sobald im Betriebsmodus ein Positionswert berechnet werden konnte. In einer Ausführungsvariante ist es möglich, die Dauer des Verbleibs des zweiten Empfängers 22 im Betriebsmodus oder eine Frequenz für den Wechsel zwischen den Modi festzulegen.
-
Unter der Annahme, dass das Ziel des Täuschungsvorgangs immer noch das Luftfahrzeug 1A ist, kann man also davon ausgehen, dass:
- - die gefälschten Signale an die Stelle der Satellitensignale treten, die sowohl vom ersten Empfänger 21 als auch vom zweiten Empfänger 22 des Luftfahrzeugs 1A verwendet werden, sodass der erste Positionswert mit dem zweiten Positionswert und der erste Geschwindigkeitswert mit dem zweiten Geschwindigkeitswert übereinstimmt;
- - die gefälschten Signale, die auf der Grundlage der Position und der Geschwindigkeit des Luftfahrzeugs 1A erzeugt werden, nicht den Satellitensignalen entsprechen, die von den ersten Empfängern 21 der Luftfahrzeuge 1B und 1C im Betriebsmodus ausgewählt werden, aber von den zweiten Empfängern 22 der Luftfahrzeuge 1B und 1C im Einrastmodus ausgewählt werden und von den zweiten Empfängern 22 der Luftfahrzeuge 1B und 1C im Betriebsmodus verwendet werden, sodass der erste Positionswert nicht mit dem zweiten Positionswert übereinstimmt und der erste Geschwindigkeitswert nicht mit dem zweiten Geschwindigkeitswert übereinstimmt.
-
Wenn in jedem der Luftfahrzeuge 1A, 1B und 1C der Vergleich zwischen dem ersten Positionswert und dem zweiten Positionswert und/oder zwischen dem ersten Geschwindigkeitswert und dem zweiten Geschwindigkeitswert eine Differenz ergibt, ist ein Täuschungsvorgang im Gange.
-
Genauer gesagt wird die Differenz mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen, und nur wenn die Differenz den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, geht die elektronische Navigationseinheit davon aus, dass ein Täuschungsvorgang im Gange ist. Der Vergleichsschwellenwert wird unter Berücksichtigung der statistischen Genauigkeit der ersten und zweiten Navigationsberechnungen (geometrische Verringerung der Genauigkeit, Signal-im-Raum-Fehlerstatistiken und Übertragungsfehlerstatistiken) bestimmt, während keine Täuschungssituation vorliegt.
-
Bei jedem der Luftfahrzeuge 1A, 1B und 1C ist es wichtig zu verstehen, dass der Vergleich zwischen dem ersten Positionswert und dem zweiten Positionswert und/oder zwischen dem ersten Geschwindigkeitswert und dem zweiten Geschwindigkeitswert es ermöglicht, einen Täuschungsvorgang nur dann aufzudecken, wenn er nicht auf das genannte Luftfahrzeug 1A, 1B, 1C angewendet wird.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst daher einen Schritt zur Übermittlung einer Warnung, wenn die beiden verglichenen Werte nicht übereinstimmen. Die Warnung wird beispielsweise mit Hilfe eines Radartransponders oder eines Funksenders oder eines anderen geeigneten Datenübertragungsmodus übermittelt.
-
Diese Warnung kann per Rundfunk und/oder an eine Bodenstation 50 der Flugsicherung gesendet werden, die so ausgebildet ist, dass sie eine Warnmeldung an das getäuschte Luftfahrzeug sendet.
-
Die Warnmeldung kann optional gesendet werden, nachdem sie von den Luftfahrzeugen im Flug, die nicht angegriffen werden, bestätigt wurde. Die Warnmeldung kann an alle Luftfahrzeuge in der Zone gesendet werden, oder aber speziell an das Luftfahrzeug, das getäuscht wird.
-
Vorteilhafterweise ist die Bodenstation 50 auch in der Lage, die Ausdehnung der Zone Z abzuschätzen und die Position der Täuschungsvorrichtung D zu bestimmen, die sich mit relativ hoher Wahrscheinlichkeit im Wesentlichen in der Mitte der Zone Z befindet. Es versteht sich von selbst, dass der Umriss der Zone Z umso besser abgeschätzt werden kann, je größer die Anzahl der Luftfahrzeuge ist, die sich in der Zone Z und in deren Nähe befinden (wobei die Grenzen der Zone zwischen den Fahrzeugen liegen, die eine Warnung zurücksenden, und den Fahrzeugen, die keine Warnung zurücksenden, mit Ausnahme des getäuschten Fahrzeugs).
-
Um der Bodenstation 50 eine umfassendere Analyse der Täuschungsituation zu ermöglichen, können zusätzliche Informationen von den Luftfahrzeugen 1 an die Bodenstation 50 übermittelt werden, sodass die Bodenstation z. B. Warnungen übermitteln und möglicherweise Korrekturmaßnahmen auslösen kann. Die folgenden Informationen können genannt werden:
- - Referenzen des Luftfahrzeugs (Kennung, Flugnummer, Typ) ;
- - der erste Positionswert;
- - horizontale Schutzgrenzen (HPL, Horizontal Protection Level) und vertikale Schutzgrenzen (VPL, Vertical Protection Level), die mit dem ersten Positionswert verbunden sind;
- - der zweite Positionswert;
- - die Zeit;
- - die Liste PRN und die Werte CN0 der Kanäle, die die für die Berechnung des zweiten Positionswerts verwendeten Signale liefern;
- - die Nord-Süd-, die Ost-West- und die Vertikalgeschwindigkeit;
- - die Fluglage und den Kurs des Luftfahrzeugs.
-
In einem zweiten Ausführungsbeispiel des Empfängers 20 verfügt die Vorrichtung 20 über einen einzigen Satellitensignalempfänger mit mehreren Kanälen. Diese Kanäle sind die Kanäle für die Verarbeitung des empfangenen Signals nach der ersten Demodulation und der sogenannten „Zwischenfrequenz“-Digitalisierung. Dies ergibt:
- - einen ersten Teil der Kanäle, die den Signalen zugeordnet sind, die von den Satelliten kommen, die während des Einrastmodus ausgewählt wurden, und die für die Betriebsphase und die Berechnung der ersten Werte verwendet werden; und
- - einen zweiten Teil der Kanäle, die dem schnellen Wechsel zwischen dem Einrastmodus und dem Betriebsmodus zugeordnet sind, um die Signale zu liefern, die für die Berechnung der zweiten Werte verwendet werden.
-
Man versteht also, dass:
- - der erste Teil der Kanäle zum Sicherstellen der Funktionen des Empfängers 21 und zum Berechnen des ersten Positionswertes verwendet wird;
- - der zweite Teil der Kanäle zum Sicherstellen der Funktionen des Empfängers 22 und zum Berechnen des zweiten Positionswertes verwendet wird.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren wird auf die gleiche Weise wie bei der Vorrichtung 20 des ersten Ausführungsbeispiels durchgeführt.
-
Es ist zu beachten, dass für die ersten Kanäle der Einrastmodus durch die Positions- und Geschwindigkeitsinformationen unterstützt wird, wie sie von einem Trägheitsnavigationssystem geliefert werden oder wie sie intern von den anderen verfolgenden Kanälen aufbereitet werden, wodurch jede Möglichkeit des Einrastens auf das Täuschungssignal, das dem Code des dem Kanal zugeordneten Satelliten entspricht, stark reduziert wird. Im Allgemeinen entspricht dies dem „normalen“ Betrieb eines GPS-Empfängers.
-
Im Gegensatz dazu wird bei den zweiten Kanälen der Einrastmodus nicht durch die Positions- und Geschwindigkeitsinformationen (die entweder von einem Trägheitsnavigationssystem stammen oder intern aufbereitet werden) unterstützt, wodurch das „Einrasten“ auf das Täuschungssignal durch Erkennung der Stärke mit den Geschwindigkeiten und der Codephase, die denen des Täuschungssignals entsprechen, ermöglicht wird.
-
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst jede Variante, die in den Anwendungsbereich der Erfindung fällt, wie sie in den Ansprüchen definiert ist.
-
Insbesondere kann das Navigationssystem des Fahrzeugs anders als beschrieben sein.
-
Das Fahrzeug kann mit mehreren Trägheitssystemen ausgestattet sein, die jeweils eine Trägheitsnavigation bereitstellen.
-
Das Navigationssystem könnte nur auf der Grundlage von Satellitendaten arbeiten oder es könnte hybridisiert werden, um auch verschiedene nicht-satellitengestützte Positionsdaten oder keine inertialen Positionsdaten zu berücksichtigen. Das Navigationssystem kann ein Trägheitsnavigationssystem oder ein optisches Navigationssystem umfassen, das auf der Grundlage der Positionen von Sternen oder Landmarken arbeitet, oder ein goniometrisches Positionierungssystem oder eine beliebige Kombination dieser Geräte. Das Navigationssystem kann auch einen barometrischen Höhenmesser enthalten.
-
In einer Ausführungsvariante kann die Warnung direkt an das getäuschte Luftfahrzeug 1A übermittelt werden. Insbesondere können die Luftfahrzeuge 1B und 1C feststellen, dass das Luftfahrzeug 1A das getäuschte Luftfahrzeug ist, da die Position, die es in herkömmlicher Weise mittels des ADSB-Signals übermittelt, in jedem der Luftfahrzeuge 1B und 1C der zweiten Position entspricht.
-
Die Erfindung gilt für alle Arten von Fahrzeugen, wie Wasser-, Luft- oder Landfahrzeuge.
