导读
从昨天开始,朋友圈里就有人发现某些CORS站的GPS L2信噪比突然放大(功率提高),去年美国空袭叙利亚期间也曾出现过类似事件(详见作者文章:《叙利亚地区GPS信号质量分析报告》)。
联想到这两天的中东局势,难免让人猜测,难道美国又要动手?
一起来看下到底怎么回事。
一、时间窗口
从目前记录到的数据看,此次事件大约持续了18个小时,目测UTC时间窗口为 :2019年6月20日15时30分 ~ 6月21日10点;
对应的年积日为:DOY 171、DOY 172 ,然后去IGS下载对应天的数据。
二、监测网络
IGS(International GNSS Service)是一个国际组织,全球拥有数量众多的CORS站,分布全球CORS站记录了每一天的数据,作者在IGS的CDDIS服务器上共下载到当天410个站的数据,位置分布如下:
图1 本文使用的IGS站点分布图
经过数据清洗,共计获得405个站的数据,清单如下:
图2 下载IGS站点数据
“IGS跟踪站的建设等级是非常高的,选址位置经过严格测试,使用的接收机和扼流圈天线也都是测量专业设备,所以IGS跟踪站网本身就是一个庞大的卫星信号监测网络”
下面,看看它们监测到了什么。。。
三、数据分析
利用GPSQC软件批量处理并画出信噪比图:
图3 批量分析处理数据
观察L2信噪比,很容易发现数据存在突然跃变的现象(红色框内时段),从DOY 171日下午开始出现功率放大情况,下面随机挑选几张给大家看下情况:
图4 CCJ2站点出现GPS L2功率放大
图5 DAEJ站点出现GPS L2功率放大
图6 VNDP站点出现GPS L2功率放大
一直持续到第二天(DOY 172)上午10点左右,才恢复正常水平:
图7 KIR8站点出现GPS L2功率放大
图8 GODR站点出现GPS L2功率放大
四、是区域性的?还是全球性的?
从405个数据中识别出存在信噪比放大的站点,统计成表:
图9 异常站点梳理结果
画一张图,(红色表示明显出现功率放大的站点,蓝色表示未出现或不能判定)
图10 发现GPS L2信噪比放大现象的站点
分析:
1、此次GPS L2功率提高是全球范围内的。
五、接收机硬件
由于不同厂家的接收机信噪比特征曲线不一样(信噪比的值域及其随卫星仰角的变化而变化的统计曲线),为排除接收机差异,挑出使用相同厂家仪器的站点分析,
首先是把Trimble(美国)接收机的站点提取出来,如下:
图11 天宝接收机的跟踪情况
再把使用Leica(瑞士)接收机的站点提取出来,情况如下:
图12 莱卡接收机的跟踪情况
然后把使用Septentrio(比利时)接收机的站点提取出来,情况如下:
图13 Septentrio接收机的跟踪情况
单独把使用Javad(美国)接收机的站点提取出来,情况如下:
图14 Javad接收机的跟踪情况
分析:
1、无论哪个品牌的接收机,都出现了GPS L2信噪比提高的数据。
(有兴趣的可以下载本文数据,再深入分析下固件版本,接收机型号的差异)
六、L2的信噪比具体提高了多少?
随机挑选了三个站点(ccj2、daej、vndp)的数据,将数据切为两段,第一段从0时至15时30分(正常时段),第二段从15时30分至24时(功率放大期间);对比了相同接收机情况下的数据差异:
图15 信噪比对比分析
分析:
1、高仰角卫星(高度角>30°)L2 的信噪比提高了约 7 dB;
2、低仰角卫星(高度角<30°)L2 的信噪比提高了约 5 dB;
再看下数据质量对比分析:
图16 对比数据质量分析
分析:
1、GPS L2 功率提高后数据完整率(%)似乎略有提高;
2、数据质量(多路径、周跳比)未见明显差异。
七、结论
1、此次GPS L2功率提高是全球范围内的。
2、期间GPS L2信号功率提高了大约5~7dB。
3、是否可以通过监测GPS L2的功率变化,提前预报军事行动?
最后的问题是,美国这么做,他想干嘛(shui)?
《纽约时报》6月20日曝出猛料,美国总统特朗普在无人机遇袭当天就批准了空袭伊朗的计划,并定于美东时间20日傍晚7时、伊朗时间21日凌晨4时发动
“此次GPS L2功率提高事件的伊朗当地时间:6月20日19时30分 ~ 6月21日14点”
算下时间,刚好对上。
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