DE102021104439A1 - Method for detecting at least one GNSS interference source using multiple vehicles - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion mindestens einer GNSS-Störquelle (1) unter Verwendung mehrerer Fahrzeuge (2, 3), umfassend zumindest folgende Schritte:a) Empfangen von Datensätzen von einer Mehrzahl von Fahrzeugen (2, 3), wobei die Datensätze jeweils zumindest eine Information über eine GNSS-Signalcharakteristik des GNSS-Empfangs an dem jeweiligen Fahrzeug (2, 3) sowie eine Ortsinformation über das zugehörige räumliche Gebiet (4) umfassen,b) Analysieren der Datensätze hinsichtlich Ähnlichkeiten oder Übereinstimmungen in den Informationen über die GNSS-Signalcharakteristiken, wobei nach solchen Informationen über GNSS-Signalcharakteristiken gesucht wird, die einen Rückschluss auf eine Beeinträchtigung des GNSS-Empfangs erlauben,c) Detektieren, dass in einem räumlichen Gebiet (4) eine GNSS-Störquelle (1) wirkt, wenn zu dem Gebiet (4) mehrere Datensätze empfangen wurden, die einen Rückschluss auf eine Beeinträchtigung des GNSS-Empfangs erlauben.The invention relates to a method for detecting at least one GNSS interference source (1) using a plurality of vehicles (2, 3), comprising at least the following steps: a) receiving data sets from a plurality of vehicles (2, 3), the data sets each at least include information about a GNSS signal characteristic of the GNSS reception on the respective vehicle (2, 3) and location information about the associated spatial area (4),b) analyzing the data sets with regard to similarities or matches in the information about the GNSS Signal characteristics, with such information about GNSS signal characteristics being searched for that allows conclusions to be drawn about an impairment of GNSS reception,c) detecting that a GNSS interference source (1) acts in a spatial area (4) when the area (4) several data sets have been received which allow the conclusion that GNSS reception is impaired.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion mindestens einer GNSS-Störquelle unter Verwendung mehrerer Fahrzeuge, ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens sowie ein maschinenlesbares Speichermedium mit dem Computerprogramm. Die Erfindung kann insbesondere im Zusammenhang mit dem automatisierten oder autonomen Fahren zur Anwendung kommen.The invention relates to a method for detecting at least one GNSS interference source using a number of vehicles, a computer program for carrying out the method and a machine-readable storage medium with the computer program. The invention can be used in particular in connection with automated or autonomous driving.
Stand der TechnikState of the art
Das automatisierte Fahren stellt hohe Anforderungen an die Ortung. GNSS (Global Navigation Satellite System, wie z.B. GPS oder GLONASS) spielt hierbei eine wichtige Rolle, da dies derzeit das bevorzugte Ortungssystem darstellt, um eine direkte absolute Ortung zu ermöglichen. Das automatisierte Fahren stellt hierbei neben der Positionsgenauigkeit auch hohe Anforderungen an die Verfügbarkeit und Integrität (bzw. Korrektheit der Ortungsinformationen, z.B. Korrektheit der Genauigkeitsangabe). Zur ggf. gezielten Störung des GNSS-Empfangs sind sogenannte GNSS-Jammer bekannt, welche z.B. (illegal) genutzt werden können, um GNSS-Empfänger, die z.B. an Fahrzeugen angebracht sind, außer Gefecht zu setzen.Automated driving places high demands on location. GNSS (Global Navigation Satellite System, such as GPS or GLONASS) plays an important role here, as this is currently the preferred positioning system to enable direct absolute positioning. In addition to position accuracy, automated driving also places high demands on availability and integrity (or correctness of the location information, e.g. correctness of the accuracy specification). So-called GNSS jammers are known for targeted disruption of GNSS reception, which can be used (illegally) to disable GNSS receivers that are attached to vehicles, for example.
Die Anwendung eines GNSS-Jammers beeinflusst in der Regel die GNSS-basierte Ortung in einem größeren räumlichen Umfeld bzw. Gebiet (z.B. im Umkreis von etwa 1km um den Jammer). Hierbei können betroffene GNSS-Empfänger z.B. durch Interferenz-Wirkung temporär unbrauchbar gemacht werden, sodass mit diesen keine Lokalisation möglich ist. Dies stellt ein Problem insbesondere für automatisierte Fahrzeuge dar, da diese bei unzureichender Ortung nicht mehr automatisiert betrieben werden können.The use of a GNSS jammer usually affects the GNSS-based positioning in a larger spatial environment or area (e.g. within a radius of about 1km around the jammer). Affected GNSS receivers can be temporarily rendered unusable, e.g. due to interference, so that no localization is possible with them. This poses a problem, in particular, for automated vehicles, since these can no longer be operated automatically if they are not located properly.
So kann es im Falle eines Jammings z.B. erforderlich werden, dass der Fahrer kurzfristig die Steuerung des automatisierten Fahrzeugs übernimmt, wodurch insbesondere bei Auftreten in mehreren Fahrzeugen zur gleichen Zeit und am gleichen Ort eine potentielle Gefahrensituation entsteht. Gegebenenfalls kann bei automatisierten Fahrzeugen auch vorgesehen sein, dass diese in einem solchen Fall kurzfristig einen sogenannten Safe-Stop (Parken in möglichst sicherem Bereich) durchführen, der bei Ausführung von mehreren entsprechenden Fahrzeugen zugleich zu einem Erliegen des Straßenverkehrs führen kann.In the event of jamming, for example, it may be necessary for the driver to take over control of the automated vehicle for a short period of time, which creates a potentially dangerous situation, especially if it occurs in several vehicles at the same time and in the same place. If necessary, provision can also be made for automated vehicles to carry out a so-called safe stop (parking in the safest possible area) for a short time in such a case, which can lead to a standstill of road traffic if several corresponding vehicles are moving at the same time.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Hier vorgeschlagen wird gemäß Anspruch 1 ein Verfahren zur Detektion mindestens einer GNSS-Störquelle unter Verwendung mehrerer Fahrzeuge, umfassend zumindest folgende Schritte:
- a) Empfangen von Datensätzen von einer Mehrzahl von Fahrzeugen, wobei die Datensätze jeweils zumindest eine Information über eine GNSS-Signalcharakteristik des GNSS-Empfangs an dem jeweiligen Fahrzeug sowie eine Ortsinformation über das zugehörige räumliche Gebiet umfassen,
- b) Analysieren der Datensätze hinsichtlich Ähnlichkeiten oder Übereinstimmungen in den Informationen über die GNSS-Signalcharakteristiken, wobei nach solchen Informationen über GNSS-Signalcharakteristiken gesucht wird, die einen Rückschluss auf eine Beeinträchtigung des GNSS-Empfangs erlauben,
- c) Detektieren, dass in einem räumlichen Gebiet eine GNSS-Störquelle wirkt, wenn zu dem Gebiet mehrere Datensätze empfangen wurden, die einen Rückschluss auf eine Beeinträchtigung des GNSS-Empfangs erlauben.
- a) receiving data sets from a plurality of vehicles, the data sets each comprising at least one item of information about a GNSS signal characteristic of the GNSS reception at the respective vehicle and location information about the associated spatial area,
- b) Analyzing the data sets with regard to similarities or matches in the information about the GNSS signal characteristics, such information about the GNSS signal characteristics being searched for that allows conclusions to be drawn about an impairment of the GNSS reception,
- c) Detecting that a GNSS interference source is active in a spatial area if a number of data sets were received for the area, which allow conclusions to be drawn about an impairment of GNSS reception.
Die Schritte a), b) und c) können zur Durchführung des Verfahrens beispielsweise zumindest einmal und/oder wiederholt in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Weiterhin können die Schritte a), b) und c), insbesondere die Schritte b) und c) zumindest teilweise parallel oder gleichzeitig durchgeführt werden. Bei der GNSS-Störquelle kann es sich um eine aktive Störquelle, wie beispielsweise um einen GNSS-Jammer handeln. Bei den mehreren Fahrzeugen handelt es sich in der Regel um Kraftfahrzeuge, wie etwa Automobile. Die Fahrzeuge können zumindest teilweise für einen automatisierten und/oder autonomen Fahrbetrieb eingerichtet sein.To carry out the method, steps a), b) and c) can be carried out, for example, at least once and/or repeatedly in the order given. Furthermore, steps a), b) and c), in particular steps b) and c), can be carried out at least partially in parallel or simultaneously. The GNSS jammer can be an active jammer, such as a GNSS jammer. The multiple vehicles are typically motor vehicles, such as automobiles. The vehicles can be set up at least partially for automated and/or autonomous driving.
Das Verfahren kann in vorteilhafter Weise dazu beitragen, den Einsatz von GNSS-Jammern durch Crowd-Sourcing zu erkennen. Weiterhin können das Verfahren und insbesondere damit gewonnene Informationen über eine detektierte GNSS-Störquelle zur Generierung von Cloud-basierten DatenServices zur Bereitstellung von GNSS-Verfügbarkeitsinformationen und/oder GNSS-Integritätsinformationen, insbesondere zur Anwendung für das automatisierte Fahren, benutzt werden.Advantageously, the method can help to detect the use of GNSS jammers through crowd sourcing. Furthermore, the method and in particular information obtained with it about a detected GNSS interference source can be used to generate cloud-based data services for providing GNSS availability information and/or GNSS integrity information, in particular for use in automated driving.
In Schritt a) erfolgt ein Empfangen von Datensätzen von einer Mehrzahl von Fahrzeugen, wobei die Datensätze jeweils zumindest eine Information über eine GNSS-Signalcharakteristik des (momentanen) GNSS-Empfangs an dem jeweiligen Fahrzeug sowie eine Ortsinformation über das zugehörige räumliche Gebiet umfassen. Bei der GNSS-Signalcharakteristik kann es sich beispielswiese um eine Pseudorange, eine Empfangsleistung des GNSS-Empfängers, ein Träger-Rausch-Verhältnis bzw. eine Signalstärke eines GNSS-Satellitensignals handeln. Bei der Information über die GNSS-Signalcharakteristik kann es sich beispielsweise um ein Maß für die betreffende Signalcharakteristik handeln. Die Information kann beispielsweise direkt oder indirekt über eine Auswertung von vorzugsweise aggregierten GNSS-Signalcharakteristiken erfolgen, z.B. mittels Auswertung von Träger-Rauchverhältnis-(C/NO) bzw. Signalstärke-Messungen der einzelnen GNSS-Satellitensignale die von einem GNSS-Empfänger erhalten werden. Die Information über die GNSS-Signalcharakteristik kann alternativ oder kumulativ eine GNSS-Verfügbarkeitsinformation und/oder GNSS-Integritätsinformation umfassen.In step a), data sets are received from a plurality of vehicles, the data sets each comprising at least information about a GNSS signal characteristic of the (current) GNSS reception at the respective vehicle and location information about the associated spatial area. The GNSS signal characteristic can be, for example, a pseudo-orange, a reception power of the GNSS receiver, a carrier-to-noise ratio or a signal strength of a GNSS satellite signal. In the information about the GNSS signal characteristic can be, for example, a measure of the relevant signal characteristic. The information can, for example, be provided directly or indirectly via an evaluation of preferably aggregated GNSS signal characteristics, eg by evaluating carrier-to-noise ratio (C/NO) or signal strength measurements of the individual GNSS satellite signals which are obtained from a GNSS receiver. The information about the GNSS signal characteristic can alternatively or cumulatively include GNSS availability information and/or GNSS integrity information.
Die Ortsinformation kann beispielsweise einen Eintritt in und/oder einen Austritt aus einem Gebiet mit gestörtem GNSS-Empfang beschreiben. Die Ortsinformation kann dabei beispielsweise unter Verwendung von zuletzt und/oder wieder ungestört empfangenen GNSS-Satellitensignalen ermittelt werden. Zur Ermittlung der Ortsinformation können alternativ oder kumulativ auch GNSS-unabhängige Sensoren des Fahrzeugs, wie etwa Umfeldsensoren und/oder Inertialsensoren, und/oder map-matching-Informationen verwendet werden.The location information can, for example, describe entry into and/or exit from an area with disturbed GNSS reception. The location information can be determined, for example, using GNSS satellite signals that were last received and/or received again without interference. Alternatively or cumulatively, GNSS-independent sensors of the vehicle, such as environment sensors and/or inertial sensors, and/or map-matching information can also be used to determine the location information.
Insbesondere können die Datensätze jeweils zumindest eine Information über eine GNSS-Signalcharakteristik eines von dem jeweiligen Fahrzeug empfangenen GNSS-Satellitensignals sowie eine Ortsinformation über das räumliche Gebiet, in dem das GNSS-Satellitensignal empfangen wurde, umfassen. Bei einer signifikanten oder vollständigen Störung des GNSS-Empfangs, bei der kein GNSS-Satellitensignal bzw. keine der GNSS-Frequenzen (ungestört) am Fahrzeug ankommt, kann die Information über die GNSS-Signalcharakteristik beispielsweise eine (momentane) Nichtverfügbarkeit des GNSS-Empfangs anzeigen. Zur Ermittlung der Ortsinformation kann in diesem Zusammenhang beispielhaft auf GNSS-unabhängige Sensoren des Fahrzeugs zurückgegriffen werden.In particular, the data sets can each include at least one piece of information about a GNSS signal characteristic of a GNSS satellite signal received from the respective vehicle and location information about the spatial area in which the GNSS satellite signal was received. In the event of a significant or complete disruption of GNSS reception, in which no GNSS satellite signal or none of the GNSS frequencies arrives (undisturbed) at the vehicle, the information about the GNSS signal characteristics can indicate, for example, a (temporary) unavailability of GNSS reception . In this context, GNSS-independent sensors of the vehicle can be used, for example, to determine the location information.
Als Datenquellen kommen in der Regel sämtliche Fahrzeuge in Frage, die über einen GNSS-Empfänger und eine Kommunikationseinrichtung verfügen. Dies müssen nicht notwendigerweise automatisierte Fahrzeuge sein. Die Daten können von einem Server-System empfangen und verarbeitet werden. Die verarbeiteten Informationen können wiederum als Daten-Service bereitgestellt werden, z.B. für automatisierte Fahrzeuge.As a rule, all vehicles that have a GNSS receiver and a communication device can be used as data sources. These do not necessarily have to be automated vehicles. The data can be received and processed by a server system. The processed information can in turn be provided as a data service, e.g. for automated vehicles.
In Schritt b) erfolgt ein Analysieren der Datensätze hinsichtlich Ähnlichkeiten oder Übereinstimmungen in den Informationen über die GNSS-Signalcharakteristiken, wobei nach solchen Informationen über GNSS-Signalcharakteristiken gesucht wird, die einen Rückschluss auf eine Beeinträchtigung des GNSS-Empfangs erlauben. Das Analysieren kann von einem Server-System durchgeführt werden, das die Datensätze in Schritt a) von den Fahrzeugen empfängt. Beispielsweise kann nach Informationen über die GNSS-Signalcharakteristiken, die jeweils unterhalb eines Grenzwertes liegen (und somit ähnlich sind) oder eine bestimmte (übereinstimmende) Information umfassen, wie beispielswiese eine Nichtverfügbarkeitsinformation.In step b), the data sets are analyzed with regard to similarities or matches in the information about the GNSS signal characteristics, with a search being made for information about GNSS signal characteristics that allows conclusions to be drawn about an impairment of the GNSS reception. The analysis can be performed by a server system that receives the data sets in step a) from the vehicles. For example, it may include information about the GNSS signal characteristics that are each below a threshold (and thus similar) or specific (corresponding) information, such as unavailability information.
In Schritt c) erfolgt ein Detektieren, dass in einem räumlichen Gebiet eine GNSS-Störquelle wirkt, wenn zu dem Gebiet mehrere Datensätze empfangen wurden, die einen Rückschluss auf eine Beeinträchtigung des GNSS-Empfangs erlauben. Somit kann in vorteilhafter Weise mit Hilfe von Crowd-Sourcing der für GNSS-Empfänger betroffene Ortsbereich bzw. das Gebiet (z.B. in einer Straßenkarte) von GNSS-Jammern oder ähnlichen Störquellen erfasst werden.In step c), it is detected that a GNSS interference source is active in a spatial area if a number of data sets were received for the area, which allow conclusions to be drawn about an impairment of GNSS reception. Thus, the local area affected for GNSS receivers or the area (e.g. in a road map) of GNSS jammers or similar sources of interference can be detected in an advantageous manner with the help of crowd sourcing.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt b) nach solchen Informationen über GNSS-Signalcharakteristiken gesucht wird, die unterhalb eines vorgebbaren Qualitätsniveaus liegen. In diesem Zusammenhang kann das Qualitätsniveau beispielsweise einen Grenzwert für das Träger-Rausch-Verhältnis oder die Signalstärke umfassen. Denkbar ist alternativ oder kumulativ auch ein Grenzwert für einen Integritätswert über die Integrität des GNSS-Empfangs.According to an advantageous embodiment, it is proposed that in step b) a search is made for information about GNSS signal characteristics that is below a specifiable quality level. In this context, the quality level can include, for example, a threshold for the carrier-to-noise ratio or the signal strength. Alternatively or cumulatively, a limit value for an integrity value on the integrity of the GNSS reception is also conceivable.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Information über die GNSS-Signalcharakteristik zumindest ein Träger-Rausch-Verhältnis oder eine Signalstärke umfasst. Beispielsweise kann eine erfasste Situation, in der für alle Satellitensignale (in einem bestimmten Frequenzbereich und/oder einem bestimmten Gebiet) nur unzureichende Träger-Rausch-Verhältnisse (Signal-zu Rauschleistungs-Verhältnisse) und/oder Signalstärken erreicht werden können, als Indikator für einen Jammer bzw. die NichtVerfügbarkeit des GNSS-Empfangs genutzt werden.According to a further advantageous embodiment, it is proposed that the information about the GNSS signal characteristic includes at least a carrier-to-noise ratio or a signal strength. For example, a detected situation in which only insufficient carrier-to-noise ratios (signal-to-noise power ratios) and/or signal strengths can be achieved for all satellite signals (in a certain frequency range and/or a certain area) can be used as an indicator for a Jammer or the unavailability of the GNSS reception can be used.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass analysiert wird, ob die Beeinträchtigung des GNSS-Empfangs einen bestimmten Frequenzbereich betrifft. Dies kann dazu beitragen, eine Störfrequenz eines Jammers bzw. deren Vorhandensein zu erfassen.According to a further advantageous embodiment, it is proposed that an analysis be carried out to determine whether the impairment of GNSS reception affects a specific frequency range. This can help detect a jammer's interfering frequency or the presence thereof.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Datensätze jeweils auch einen Zeitstempel umfassen. Beispielsweise können für den Fall, dass auch die Kommunikationseinrichtung (z.B. V2V-Kommunikation) des Fahrzeugs bzw. die Mobilfunkverbindung von einem Störsignal der Störquelle beeinträchtigt sind, die Informationen (Daten) zu GNSS-Signalcharakteristiken und (verknüpfte) Ortsinformationen mit einem zugehörigen Zeitstempel im Fahrzeug zwischengespeichert und bei (Wieder-)Verfügbarkeit des Kommunikationsnetzes abgesetzt werden.According to a further advantageous embodiment, it is proposed that the data sets each also include a time stamp. For example, in the event that the communication device (e.g. V2V communication) of the vehicle or the cellular connection is affected by an interference signal from the interference source, the information (data) on GNSS signal characteristics and (linked) location information can be associated time stamps are cached in the vehicle and sent when the communication network is (again) available.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass analysiert wird, ob die Position des Gebiets statisch ist oder sich mit der Zeit verändert. Beispielsweise kann die Position des beeinträchtigten Gebiets ermittelt werden, indem mit der Übermittlung der Informationen über die GNSS-Signalcharakteristiken eine Ortsinformation zum Standort des betroffenen GNSS-Empfängers bzw. Fahrzeugs verknüpft wird. Dies kann z.B. eine vom GNSS-Empfänger bereitgestellte Position sein, die vor und nach Durchfahren des betroffenen Gebiets verfügbar ist und damit die betroffene Region eingrenzt. Alternativ können auch andere Ortungssensoren zum Einsatz kommen, wie z.B. Video-, Radar- und/oder Lidar-basierte Ortungssensoren und/oder die Inertialnavigation.According to a further advantageous embodiment, it is proposed that an analysis be carried out as to whether the position of the area is static or changes over time. For example, the position of the affected area can be determined by linking location information about the location of the affected GNSS receiver or vehicle to the transmission of the information about the GNSS signal characteristics. This can, for example, be a position provided by the GNSS receiver that is available before and after driving through the affected area and thus limits the affected region. Alternatively, other location sensors can also be used, such as video, radar and/or lidar-based location sensors and/or inertial navigation.
Dabei kann im Falle einer statischen Position des Gebiets ein Abgleich mit einer digitalen Karte erfolgen, um eine bauliche Ursache für die Beeinträchtigung des GNSS-Empfangs auszuschließen. In einem statischen Fall ist in der Regel von einer stationären Signalbeeinträchtigung auszugehen, dies kann z.B. ein Tunnel sein oder ein stationärer Jammer. Zum Ausschluss des Tunnel kann vorteilhaft der Abgleich mit der digitalen Karte erfolgen. Die digitale Karte kann zum Beispiel Informationen aus einem Bebauungsplan umfassen. Sofern es sich dabei um eine bauliche Ursache handelt, kann es genügen den Schritt des Abgleichs mit der digitalen Karte nur einmal für eine Vielzahl von Datensätzen vorzunehmen.In the case of a static position of the area, a comparison with a digital map can be carried out in order to rule out a structural cause for the impairment of GNSS reception. In a static case, a stationary signal impairment can usually be assumed. This can be a tunnel or a stationary jammer, for example. To exclude the tunnel, the comparison with the digital map can advantageously be carried out. The digital map can include information from a development plan, for example. If the cause is structural, it may be sufficient to carry out the comparison step with the digital map only once for a large number of data sets.
Für den Fall, dass es sich bei dem beeinträchtigten Gebiet um ein nicht statisches Gebiet bzw. um ein Gebiet mit veränderlicher Position handelt, beispielweise indem es mit dem Verkehr „mitschwimmt“, kann auf einen mobilen Jammer rückgeschlossen werden, der zum Beispiel in oder an einem Fahrzeug installiert sein kann.In the event that the affected area is a non-static area or an area with a variable position, for example by “swimming” with the traffic, it can be concluded that a mobile jammer is located, for example, in or on can be installed in a vehicle.
Weiterhin kann im Falle einer zeitlichen Veränderung der Position des Gebiets eine zukünftige Veränderung der Position des Gebiets prognostiziert werden. Insbesondere kann mit Hilfe der Zeitstempel die zeitliche Änderung des Gebiets bzw. der Position des Gebiets extrapoliert werden. Dies kann in vorteilhafter Weise ein zeitliches Tracking eines dynamischen Jammers ermöglichen. Weiterhin kann in diesem Zusammenhang insbeosndere unter Anwendung von Map-Matching eine Prognose der Bewegung des Gebiets bzw. der Jammer-Bewegung und damit insbesondere auch der weiteren betroffenen Gebiete erreicht werden.Furthermore, in the case of a change in the position of the area over time, a future change in the position of the area can be predicted. In particular, the change in the area or the position of the area over time can be extrapolated with the aid of the time stamp. Advantageously, this may enable tracking of a dynamic jammer over time. Furthermore, in this context, in particular using map matching, a prognosis of the movement of the area or the jammer movement and thus in particular also of the other affected areas can be achieved.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Position der GNSS-Störquelle unter Verwendung von Signalstärke-Auswertungen ermittelt oder eingegrenzt wird. Beispielsweise kann die Position eines Jammers durch Auswertung der Signalstäre eingegrenzt werden. Dabei kann man sich insbesondere die Eigenschaft zunutze machen, dass eine empfangene oder ermittelte Feldstärke des Jamming-Signals typischerweise quadratisch mit der Entfernung abnimmt. Weiterhin vorteilhaft kann man GNSS-unabhängige Ortungssensorik des Fahrzeugs, wie etwa Video und/oder Radar nutzen, um die Position des Fahrzeugs zu ermitteln, und misst gleichzeitig die Empfangsleistung an der GNSS-Antenne des Fahrzeugs. Diese Informationen (Empfangsleistung als beispielhafte Information über die GNSS-Signalcharakteristik sowie die zugehörige Ortsinformation) können von verschiedenen Fahrzeugen empfangen und beispielsweise in einer digitalen Karte (mittels Crowd-Sourcing) zusammengeführt werden. Diese Karte kann zum Beispiel eine sogenannte Heat-Map sein, welche die Jamming-Empfangsleistung abhängig von der Empfangsposition zeigt. Diese Karte kann vorteilhaft ebenfalls map-matched sein. In der Regel gibt dabei die Region der höchsten Empfangsleistung eine vorteilhaft genaue Auskunft zum Ort des Jammers (ggf. inkl. seiner Bewegung über die zeitliche Betrachtung).According to a further advantageous embodiment, it is proposed that the position of the GNSS interference source be determined or delimited using signal strength evaluations. For example, the position of a jammer can be narrowed down by evaluating the signal strength. In particular, one can make use of the property that a received or determined field strength of the jamming signal typically decreases with the square of the distance. It is also advantageous to use GNSS-independent positioning sensors of the vehicle, such as video and/or radar, to determine the position of the vehicle, and at the same time measure the received power at the GNSS antenna of the vehicle. This information (received power as an example of information about the GNSS signal characteristics and the associated location information) can be received from different vehicles and, for example, combined in a digital map (using crowd sourcing). This map can be a so-called heat map, for example, which shows the jamming reception power depending on the reception position. This map can advantageously also be map-matched. As a rule, the region with the highest reception power provides advantageously precise information about the location of the jammer (possibly including its movement over time).
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass mindestens eine Information über das räumliche Gebiet einer Vielzahl von Fahrzeugen bereitgestellt wird. Somit kann das Verfahren vorteilhaft auch zur Bereitstellung eines GNSS-bezogenen Datenservices beitragen. Insbesondere können die von dem Server-System verarbeiteten Informationen wiederum als Daten-Service bereitgestellt werden, z.B. für automatisierte Fahrzeuge. Insbesondere können in diesem Zusammenhang (automatisierte) Fahrzeuge vorab die Information erhalten, in welchem Gebieten die GNSS-basierte Ortung nicht verfügbar oder gestört ist, sodass damit beispielsweise Strategien ermöglicht werden können, um zum Beispiel eine automatisierte Fahrt dennoch unter Anwendung einer alternativen Route durchführen zu können oder den Fahrer frühzeitig auf eine Übernahme der Fahraufgabe vorbereiten zu können.According to a further advantageous embodiment, it is proposed that at least one piece of information about the spatial area of a large number of vehicles be provided. The method can thus advantageously also contribute to the provision of a GNSS-related data service. In particular, the information processed by the server system can in turn be provided as a data service, e.g. for automated vehicles. In this context, (automated) vehicles can in particular receive information in advance about the areas in which GNSS-based positioning is not available or disrupted, so that strategies can be enabled, for example, to carry out an automated journey using an alternative route or to be able to prepare the driver at an early stage to take over the task of driving.
Nach einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogramm zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens vorgeschlagen. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Computerprogramm(-produkt), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein hier beschriebenes Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a computer program for carrying out a method presented here is proposed. In other words, this relates in particular to a computer program (product), comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to execute a method described here.
Nach einem weiteren Aspekt wird ein maschinenlesbares Speichermedium vorgeschlagen, auf dem das hier vorgeschlagene Computerprogramm hinterlegt bzw. gespeichert ist. Regelmäßig handelt es sich bei dem maschinenlesbaren Speichermedium um einen computerlesbaren Datenträger.According to a further aspect, a machine-readable storage medium is proposed, on which the computer program proposed here is deposited or stored. The machine-readable storage medium is usually a computer-readable data carrier.
Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Computerprogram und/oder dem Speichermedium auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.The details, features and advantageous configurations discussed in connection with the method can accordingly also occur in the computer program presented here and/or the storage medium and vice versa. In this respect, full reference is made to the statements there for a more detailed characterization of the features.
Die hier vorgestellte Lösung sowie deren technisches Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und/oder Erkenntnissen aus anderen Figuren und/oder der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Es zeigt schematisch:
-
1 : einen beispielhaften Ablauf des hier vorgestellten Verfahrens, und -
2 : eine beispielhafte Veranschaulichung der Anwendung des hier vorgestellten Verfahrens.
-
1 : an example of the procedure presented here, and -
2 : an exemplary illustration of the application of the method presented here.
In Block 110 erfolgt gemäß Schritt a) ein Empfangen von Datensätzen von einer Mehrzahl von Fahrzeugen 2, 3, wobei die Datensätze jeweils zumindest eine Information über eine GNSS-Signalcharakteristik des GNSS-Empfangs an dem jeweiligen Fahrzeug 2, 3 sowie eine Ortsinformation über das zugehörige räumliche Gebiet 4 umfassen. In Block 120 erfolgt gemäß Schritt b) ein Analysieren der Datensätze hinsichtlich Ähnlichkeiten oder Übereinstimmungen in den Informationen über die GNSS-Signalcharakteristiken, wobei nach solchen Informationen über GNSS-Signalcharakteristiken gesucht wird, die einen Rückschluss auf eine Beeinträchtigung des GNSS-Empfangs erlauben. In Block 130 erfolgt gemäß Schritt c) ein Detektieren, dass in einem räumlichen Gebiet 4 eine GNSS-Störquelle 1 wirkt, wenn zu dem Gebiet 4 mehrere Datensätze empfangen wurden, die einen Rückschluss auf eine Beeinträchtigung des GNSS-Empfangs erlauben.In
Es kann dabei in Schritt b) des Verfahrens nach solchen Informationen über GNSS-Signalcharakteristiken gesucht wird, die unterhalb eines vorgebbaren Qualitätsniveaus liegen. Weiterhin kann die Information über die GNSS-Signalcharakteristik zumindest ein Träger-Rausch-Verhältnis oder eine Signalstärke umfassen. In diesem Zusammenhang kann das Qualitätsniveau beispielsweise einen Grenzwert für das Träger-Rausch-Verhältnis oder die Signalstärke umfassen.In step b) of the method, a search can be made for information about GNSS signal characteristics that is below a specifiable quality level. Furthermore, the information about the GNSS signal characteristic can include at least a carrier-to-noise ratio or a signal strength. In this context, the quality level can include, for example, a threshold for the carrier-to-noise ratio or the signal strength.
Weiterhin kann in Schritt b) des Verfahrens analysiert werden, ob die Beeinträchtigung des GNSS-Empfangs einen bestimmten Frequenzbereich betrifft. Dies kann dazu beitragen, die Störfrequenz 7 bzw. deren Vorhandensein zu erfassen.Furthermore, in step b) of the method, it can be analyzed whether the impairment of the GNSS reception affects a specific frequency range. This can contribute to detecting the interference frequency 7 or its presence.
Ferner können die Datensätze jeweils auch einen Zeitstempel umfassen. Insbesondere anhand des Zeitstempels kann analysiert werden, ob die Position des Gebiets 4 statisch ist oder sich mit der Zeit verändert. Dabei kann im Falle einer statischen Position des Gebiets 4 ein Abgleich mit einer digitalen Karte erfolgen, um eine bauliche Ursache für die Beeinträchtigung des GNSS-Empfangs auszuschließen. Weiterhin kann im Falle einer zeitlichen Veränderung der Position des Gebiets 4 eine zukünftige Veränderung der Position des Gebiets 4 prognostiziert werden.Furthermore, the data records can each also include a time stamp. The time stamp in particular can be used to analyze whether the position of the area 4 is static or changes over time. In the case of a static position of the area 4, a comparison can be made with a digital map in order to exclude a structural cause for the impairment of the GNSS reception. Furthermore, in the case of a change in the position of the area 4 over time, a future change in the position of the area 4 can be predicted.
Darüber hinaus kann die Position der GNSS-Störquelle 1 unter Verwendung von Signalstärke-Auswertungen ermittelt oder eingegrenzt wird. Zudem kann mindestens eine Information über das räumliche Gebiet 4 einer Vielzahl von Fahrzeugen bereitgestellt werden. Somit kann das Verfahren vorteilhaft auch zur Bereitstellung eines GNSS-bezogenen Datenservices beitragen.In addition, the position of the GNSS interference source 1 can be determined or localized using signal strength evaluations. In addition, at least one piece of information about the spatial area 4 of a large number of vehicles can be provided. The method can thus advantageously also contribute to the provision of a GNSS-related data service.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102021104439.1A DE102021104439A1 (en) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | Method for detecting at least one GNSS interference source using multiple vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102021104439.1A DE102021104439A1 (en) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | Method for detecting at least one GNSS interference source using multiple vehicles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE102021104439A1 true DE102021104439A1 (en) | 2022-08-25 |
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ID=82702368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102021104439.1A Pending DE102021104439A1 (en) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | Method for detecting at least one GNSS interference source using multiple vehicles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102021104439A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023281489A1 (en) * | 2021-07-07 | 2023-01-12 | Israel Aerospace Industries Ltd. | System, method and computer program product for detection of gnss jammers |
-
2021
- 2021-02-24 DE DE102021104439.1A patent/DE102021104439A1/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023281489A1 (en) * | 2021-07-07 | 2023-01-12 | Israel Aerospace Industries Ltd. | System, method and computer program product for detection of gnss jammers |
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