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TCC: Um Estudo sobre Interferência em Sinal GPS via SDR

Discente: Arthur Henrique da Silva.

Orientador: Davi Roveri

Título: Um estudo das interferências intencionais do sinal L1 do GPS utilizando rádio definido por software.

 

O TCC do graduando Arthur Henrique da Silva, no curso de engenharia Eletrônica e de Telecomunicações, pela UFU no campus Patos de Minas, propõe gerar sinais intencionais de interferências via radio definido por software (SDR), fazendo que os dispositivos próximos não funcionem corretamente. Especificamente, o rádio é configurado via software para transmitir sinais com diferentes formas de onda na frequência L1 do sistema GPS (1575,42 MHz). Pretende-se estudar os efeitos causados e avaliar a distância máxima (raio) em que os diferentes formatos de onda do sinal interferente conseguem impedir a leitura do sinal correto de GPS


INTRODUÇÃO


A quantidade de dispositivos que funcionam baseados em coordenadas geográficas aumentou muito desde que essa tecnologia (GPS) foi liberada para uso civil. Essa liberação alavancou uma diversidade de aplicações e recursos que facilitam o comércio e beneficiam diretamente toda a cadeia produtiva e de distribuição de produtos.

Contudo, o Sistema Global de Navegação via Satélite (GNSS) não é imune a interferências e é incapaz de reconhecer sistemas interferidores. O projeto visa utilizar um rádio transmissor para impedir que dispositivos próximos a ele detectem com confiabilidade a sua localização.


SISTEMAS DE POSICIONAMENTO GLOBAL POR SATÉLITES


O satélite transmite um sinal que contém a sua posição e a hora de transmissão do próprio sinal, obtida de um relógio atômico altamente preciso e que mantém a sincronização com os demais satélites da constelação.



TIPOS DE INTERFERÊNCIA

  • Intencional

  • Não intencional


RÁDIO DEFINIDO POR SOFTWARE


Um Rádio Definido por Software (SDR) usa técnicas digitais para substituir os componentes do hardware do rádio tradicional, como mixers, moduladores, demoduladores e circuitos analógicos relacionados. Ao digitalizar diretamente os sinais de rádio usando um conversor analógico-digital (ADC) adequado, um SDR pode implementar todas essas funções em software, permitindo que o mesmo hardware seja usado para vários modos de recepção ou transmissão. O resultado é um rádio extremamente flexível que pode ser rapidamente reconfigurado para diferentes tecnologias de comunicação.



O sinal L1 do GPS foi projetado para transmitir informações de posicionamento e temporização para dispositivos receptores GPS.


RESULTADOS E DISCUSSÕES


O GNU Radio é muito útil e prático pois permite configurar os parâmetros de transmissão no SDR de forma gráfica por meio de blocos, tornando o processo mais simples, facilitando a análise do projeto e possíveis correções de erros. Também permite a programação utilizando linhas de código e a conversão de blocos em código.

Dado todos os testes e resultados, em todos os casos o sinal de interferência com formato senoidal foi o que apresentou melhor efetividade, ou seja, mantidas as condições e variando apenas o formato de onda, a senóide proporcionou o maior alcance. Existe uma relação direta entre a potência apresentada no power meter e a efetividade do formato de onda.

Apesar dos resultados obtidos nesse estudo, a forma de onda senoidal transmitida por um bloqueador de sinais pode apresentar desvantagem quando deseja-se interferir em outro sinal.


CONCLUSÃO


Os sinais senoidais são mais adequados para bloquear os sinais de GPS. Como a energia de um sinal senoidal está concentrada em uma única frequência, toda a potência de interferência é direcionada para a frequência do sistema GPS, afetando a recepção em dispositivos receptores próximos. Além disso, a regularidade temporal do sinal senoidal facilita a transmissão contínua e evita de forma mais eficaz que o receptor receba o sinal GPS verdadeiro com precisão.

Outra vantagem das ondas senoidais é que elas são fáceis de gerar e manipular. Além disso, as ondas senoidais são mais eficientes em termos de propagação. Essa eficiência de propagação aumenta a probabilidade de um sinal de interferência senoidal atingir um receptor GPS com potência considerável e interferir na recepção precisa do sinal GPS.

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