13.12.2021 Формирование навигационного сигнала GPS CA с помощью gps-sdr-sim и HackRF

Версия 16:23, 23 декабря 2021

Формирование навигационного сигнала GPS L1 C/A c помощью GPS-SDR-SIM и HackRF One

GPS-SDR-SIM — программа позволяющая выводить двоичный файл сигналов в соответствии с указанным файлом спутниковой информации, информацией о координатах, частоте дискретизации и другими параметрами.

HackRF One — программно-определяемое радио, способное передавать / принимать радиосигналы на частотах от 1МГц до 6 ГГц. Использует технологию, позволяющую с помощью программного обеспечения устанавливать / изменять рабочие радиочастотные параметры.

Введение

Данная статья является инструкцией по формированию навигационного сигналы GPS L1 C/A для неподвижного потребителя. Для реализации подмены GPS сигнала будет использоваться программа GPS-SDR-SIM, которая позволяет формировать выборку навигационного сигнала (НС) в соответствии с указанным файлом спутниковой информации. Полученный файл будет импортироваться в радиочастотное устройство для трансляции НС в эфир.

В качестве приемопередатчика будет выступать программно-определяемое радио HackRF One. Из основных характеристик, это диапазон частот: от 1 МГц до 6 ГГц, полоса пропускания: 20 МГц, 8-разрядный АЦП/ЦАП.

В данном случае будет рассматриваться конфигурация HackRF One c расширяющей платой Portapack H2, которая позволяет, не теряя функционала, работать HackRF One автономно: без подключения к компьютеру.

В сборе HackRf One + Portapack H2 + металлический корпус, SDR выглядит следующим образом:

На изображении ниже можно увидеть два SMA разъема CLKIN (ближний) и CLKOUT – вход и выход для синхронизации. На этой же стороне присутствует разъем micro-USB для подключения платы к компьютеру.

С противоположной стороны плата имеет антенный разъем SMA и две кнопки: Reset – для перезагрузки HackRF по питанию и DFU – для восстановления заводской прошивки. Над кнопками разъем для карты памяти.

Экспериментальные шаги

Шаг 1. Подключение

• Подключите антенну к SMA разъему на плате.
• Подключите плату к ПК (micro-USB/USB кабель).

Шаг 2. Установка драйверов и пакетов на ПК (ОС: Linux)

Команды в консоль:

• sudo apt update; sudo apt upgrade
• sudo apt install hackrf libhackrf-dev libhackrf0 gnuradio gnuradio-dev gr-osmosdr gqrx-sdr

Шаг 3. Отклик HackRF

• Включить плату, в открывшемся меню выбрать и нажать кнопку HackRF.

* Соглашаемся на HackRF mode для управления платой через ПК.

Команда в консоль:

* hackrf_info

Ожидаемый ответ:

 hackrf_info version: unknown
 libhackrf version: unknown (0.5)
 Found HackRF
 Index: 0
 Serial number: 0000000000000000048866dc348258c3
 Board ID Number: 2 (HackRF One)
 Firmware Version: local-57ed3eb (API:1.04)
 Part ID Number: 0xa000cb3c 0x00614368