美国提高GPS L2信号功率,提前暴露军事行动?     DATE: 2019-06-24 07:59

  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:
GPS信号异常
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:
GPS观测数据
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:
GPS信号异常
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

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


四、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
GPS信号异常
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)

GPS信号异常
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。