Workshop 'GPS soms zit het tegen'
Verslag
til
Op 19 april 2002 werd op de afdeling Geodesie van de
TU Delft een worskhop gehouden met als titel 'GPS -
soms zit het tegen'. Deze workshop werd georga
niseerd door de Hydrographic Society Benelux (HSB), het
Nederlands Instituut voor Navigatie (NIN) en de Werkgroep
Toegepaste Ruimtegeodesie van de Nederlandse Vereniging
voor Geodesie (NVG). Doel van de workshop was GPS-gebrui-
kers zich bewust te laten worden van de kwetsbaarheid en
beperkingen van satellietplaatsbepalingssystemen als het
Amerikaanse GPS, het Russische Glonass en het Europese
Galileo. Aanleiding was het verschijnen in september 2001
van het rapport 'Vulnerability assessment of the transport
infrastructure relying on the Global Positioning System',
opgesteld door het John A. Volpe National Transportation
Systems Center van het Amerikaanse Ministerie van Trans
port en beschikbaar op de website van de U.S. Coast Guard
(www.navcen.uscg.gov). Voor de workshop waren zes spre
kers uitgenodigd. De belangstelling voor de workshop was
zeer groot, er waren meer dan tweehonderd deelnemers.
Van Willigen (Reelektronika) gaf een
overzicht van de gevoeligheid van GPS
voor zaken als jamming (verstoren van
GPS-signalen), spoofing (misleiden van
gebruikers door het uitzenden van
GPS-achtige signalen) en maeconing
(opnieuw uitzenden van eerder ont
vangen GPS-signalen). In het geval van
jamming zorgen stoorzenders ervoor dat GPS-ontvangers
niet in staat zijn het GPS-signaal te (blijven) volgen. Met een
eenvoudige jammer met een vermogen van één watt is het
al mogelijk dat ontvangers in een gebied met een straal van
10 km rond de jammer de GPS-signalen niet meer kunnen
blijven volgen, terwijl in een straal van 85 km ontvangers
niet in staat zijn de GPS-signalen op te pikken. Met iets ge
avanceerdere jammers kan deze afstand oplopen tot 1000
km. Jammers zijn onder andere te koop op internet. Door
dat ze zo klein zijn (fig. 1), zijn ze gemakkelijk te verstop
pen. Tijdens zijn voordracht demonstreerde Van Willigen
een prototype jammer, ontwikkeld door het Fysisch Elek
tronisch Laboratorium van TNO, met een vermogen van
slechts één milliwatt. Hij liet real time zien dat een buiten
de zaal opgestelde ontvanger niet langer in staat was de
GPS-signalen te volgen zodra de jammer werd aangezet.
Verder benadrukte Van Willigen dat wat voor GPS geldt,
ook geldt voor Galileo: beide systemen zijn even eenvoudig
te verstoren. Het is daarom belangrijk de beschikking te
blijven hebben over back-up systemen, die liefst helemaal
verschillend zijn van satellietnavigatiesystemen, zoals het
terrestrische Loran-C voor navigatietoepassingen. In minde
re mate geldt zijn waarschuwing ook voor de landmeetkun
dige gemeenschap, hoewel daar in het algemeen veilig
heidsaspecten een veel kleinere rol spelen dan economi
sche.
Fig. 1.
GPS-jammer (rechts)
ter grootte van een
blikje frisdrank.
Fig. 2.
Gemeten
multipath-ejfecten.
Van Nee (Woodside Networks) ging in
op één van de grootste foutenbronnen
van GPS, multipath. Multipath is de
vermenging van een signaal dat direct
van de satelliet de ontvanger bereikt
met een signaal dat via een omweg, bij
voorbeeld via reflectie tegen een gevel
of verkeersbord, wordt ontvangen. In
zijn presentatie liet Van Nee voorbeel
den zien van effecten ten gevolge van
multipath op de code (pseudo range)
waarnemingen die opliepen tot 120 m
(fig. 2). Een zorgvuldige keuze van het
opstelpunt van de antenne kan al lei
den tot vermindering van de multi-
path-effecten, maar de grootste winst
is te behalen in de ontvanger. De door
hem ontwikkelde multipath estima
ting delay lock loop (MEDLL), zoals toe
gepast in de Novatel-ontvangers, leidt
tot een verkleining met een factor 10
van multipath-effecten.
Toor (Thales Geosolutions) en Visser
(Fugro Omnistar) gingen in op een an
dere belemmerende factor bij gebruik
van GPS, de ionosfeer. De ionosfeer
kan worden beschouwd als een schil
rondom de aarde met daarin vrije elek
tronen, die de GPS-signalen vertragen.
De mate van vertraging hangt af van
het aantal elektronen en dat hangt
weer af van de zonneactiviteit. De zon-
neactiviteit vertoont een cyclus van elf
jaar. Momenteel bevinden we ons op
het hoogtepunt van zo'n cyclus, wat
vooral tot problemen leidt in poolge
bieden en gebieden rond de evenaar.
Door het optreden van zogenaamde
scintillaties, lokale veranderingen in
dr. ir. C. D.
de Jong,
afdeling
Geodesie
TU Delft.
I
O
200 300
Time [s]
GEODESIA 2002*9
