Όλοι οι δορυφόροι GPS εκπέμπουν στις ίδιες συχνότητες. Τότε πώς τους ξεχωρίζει ο δέκτης; Με CDMA (Code Division Multiple Access): κάθε δορυφόρος ρυθμίζει το σήμα του με ένα μοναδικό, ψευδοτυχαίο Κωδικός PRN (Ψευδο-Rάντομ Θόρυβος). Ο δέκτης ξέρει όλους αυτούς τους κωδικούς και μπορεί συσχέτιση βρείτε κάθε δορυφορικό σήμα ξεχωριστά — ακόμη και αν είναι πάνω από το άλλο και κάτω από το θόρυβο (Η θεμελιώδης ευπάθεια).
Ο κώδικας καθορίζει τρία πράγματα ταυτόχρονα: ακρίβεια (ταχύτερος κωδικός = μέτρηση της απόστασης), βιωσιμότητα της μαρμελάδας (ευρύτερος κωδικός = περισσότερο κέρδος επεξεργασίας) και πρόσβαση (ανοιχτό ή κρυπτογραφημένο). Το GPS έχει τρεις κύριους κωδικούς.
Κωδικός C/A
Η Κωδικός C/A (Coarse/Acquisition) είναι ο ανοικτός, πολιτικός κώδικας στον L1. Ιδιότητες
- Ρυθμός τσιπ 1.023 Mcps ( τσιπς mega ανά δευτερόλεπτο) — σχετικά αργά.
- Ένας σύντομος κωδικός 1023 τσιπ που 1 ms επαναλάβετε· επομένως γρήγορα θα βρεθεί ("απόκτηση") από έναν ψυχρό δέκτη.
- Δημόσια γνωστά: Οποιοσδήποτε μπορεί να τον δει. — και μιμήσου. Αυτό κάνει το C/A πιο εύκολο να σποουφαίνη (Κουτσομπολιά και λιχουδιές).
- Μικρό φάσμα (~2 MHz) → το χαμηλότερο κέρδος επεξεργασίας → αυτό πιο ευαίσθητο στην παρεμβολή Από τους τρεις.
Έτσι ο κώδικας C/A είναι ο πιο αδύναμος κρίκος: ανοιχτός, στενός και κοντός. Σχεδόν όλες οι πολιτικές αποτυχίες GPS και οι επιθέσεις spoofing στοχεύουν C/A στον L1.
Κωδικός P(Y)
Η Κωδικός P (Ακριβής) είναι ο στρατιωτικός κωδικός ακριβείας στα L1 και L2. Χαρακτηριστικά:
- Ρυθμός τσιπ 10.23 Mcps — 10 φορές ταχύτερα από C/A → ακριβέστερη μέτρηση απόστασης και ευρύτερο φάσμα (~20 MHz).
- Ένας πολύ μακρύς κώδικας που επαναλαμβάνεται μόνο μετά από μια εβδομάδα.
- Κρυπτογραφημένο: ο κώδικας P γίνεται με το μυστικό Κωδικός W κρυπτογραφημένο στο Κωδικός Y· μαζί αυτό ονομάζεται P(Y)Αυτό είναι κατά της σφουγγαρίσματος Χωρίς το κλειδί δεν μπορείς να μιμηθείς το σήμα. Η λήψη απαιτεί ένα κρυπτοκλειδί (κλασική μέσω ΣΑΑΣΜ- δέκτες).
- Υψηλότερο κέρδος επεξεργασίας από C/A → πιο στιβαρό στην παρεμβολή, και η χρήση δύο συχνοτήτων (L1+L2) επιτρέπει τη διόρθωση της ιονόσφαιρας και επιπλέον ανθεκτικότητα.
Ένα πρακτικό μειονέκτημα: P(Y) είναι δύσκολο να βρεθεί " κρύο" λόγω του πολύ μεγάλου κώδικα. Οι κλασικοί στρατιωτικοί παραλήπτες βρίσκουν τον κωδικό C/A πρώτα και μετά πηδούν στο P(Y) — Αλλά αυτό σημαίνει ότι ένα C/A jammer μπορεί επίσης να μπλοκάρει την πρόσβαση στο P(Y). Ο κώδικας Μ λύνει ακριβώς αυτό.
Κωδικός M
Η Κωδικός M (Στρατιωτικό) είναι ο σύγχρονος στρατιωτικός κώδικας (μέρος του εκσυγχρονισμού GPS), στα L1 και L2. Έχει σχεδιαστεί με τα μαθήματα C/A και P(Y) κατά νου:
- Νέα, ισχυρότερη κρυπτογράφηση και ένα σχέδιο που άμεση απόκτηση επιτρέπει: ο κωδικός M μπορεί να βρεθεί άμεσα, χωρίς να χρειάζεται να παραλάβει τον κωδικό C/A. Από το C/A πίσω πόρτα Κωδικός P(Y) είναι κλειστό με αυτό.
- Διαμόρφωση BOC (Binary Offset Carrier, BOC (10,5)): Αντί για έναν λοβό στο κέντρο της ζώνης, ο κώδικας Μ χωρίζει την ενέργειά του. δύο λοβούς και στις δύο πλευρές της μπάντας. Έτσι είναι φασματικά δίπλα στην ενέργεια C/A και P(Y) — λιγότερη παρέμβαση και πιο δύσκολο να διαταράξει επιλεκτικά.
- Ακτίνες κηλίδων: οι σύγχρονοι δορυφόροι μπορούν να μεταδώσουν τον κώδικα Μ με στοχευμένη, πιο ισχυρή δέσμη πάνω από μια περιοχή λειτουργίας, δίνοντας πρόσθετη ισχύ κατά της παρεμβολής (ένα υψηλότερο όριο J-S, Μπλοκάρισμα GNSS).
- Υψηλό κέρδος επεξεργασίας και αυτόνομη, ασφαλής λειτουργία → η πιο μαρμελάδα και spoof-ανθεκτικό κώδικα GPS.