EMS Lernumgebung · Übersicht · 14 · §14.2 · English version

§14.2 Arbeitsweise: Trilateration und Zeit

Beginn

Ein GNSS-Empfänger bestimmt seine Position durch Laufzeit Messen des Signals mehrerer Satelliten. Jeder Satellit sendet kontinuierlich seine genaue Position und einen extrem genauen Zeitstempel (von einer Atomuhr an Bord). Der Empfänger vergleicht diesen Zeitstempel mit seiner eigenen Uhr und berechnet den Abstand aus der Zeitdifferenz — als Radar nimmt die Entfernung von der ReifeEntfernung vom Ziel zum RadarAber eine Richtung.

Abstand = c × (t)Eingang - tVersand) c = Lichtgeschwindigkeit8 m/sLichtgeschwindigkeit)

Der gemessene Abstand wird als a bezeichnet Pseudobereich: "Pseudo", weil die billige Uhr im Empfänger nicht mit den Atomuhren in den Satelliten synchronisiert ist. Dieser Taktfehler ist ein vierter Unbekannter, neben den drei Positionskoordinaten (x, y, z). Vier Unbekannte erfordern Mindestens vier Satelliten:

sat 1 Sat 2 Sat 3 Empfänger + ein vierter Satellit zum Behebung des Uhrenfehlers
Trilateration: vier Pseudobereiche lösen die Position (x, y, z) und den Taktfehler des Empfängers.

Ein Nebenprodukt dieses vierten Unbekannten ist, dass jeder GNSS-Empfänger auch eine extrem genaue Zeit Rückkehr. Deshalb sind Telekommunikationsnetze, Energienetze, Börsenhandel und Datenverbindungen von der GPS-Zeit abhängig — Daher ist die Störung oder Verzerrung der GNSS-Zeit ebenso schädlich wie die Störung der Position.

Die Satelliten befinden sich in einem MEA-Eisenbahn (Medium Earth Orbit) auf ~ 20.200 km Höhe. Über diese riesige Entfernung ist das Signal, das die Erde erreicht, winzig — Und das ist genau die Schwachstelle, die Die grundlegende Verwundbarkeit Ausgearbeitet.