Masterarbeit: Gemeinsame Lageschätzung und Täuschsignaldetektion durch Vergleich von Steering-Vektoren bei GNSS-Mehrantennenempfängern Joint Attitude Estimation and Spoofing Detection by Comparing Steering Vectors using GNSS-Array-Antenna-Receivers Betreuer: Sören Zorn [email protected] z Gier φ x Roll ψ Nick θ y Abbildung 1: Gier, Nick und Roll Winkel Die Bestimmung der Antennen- bzw. Empfängerausrichtung ist in vielen handelsüblichen Navigationsgeräten standard. Eine exakte Bestimmung ist bei manchen Navigationen wie zum Beispiel der Flugzeugnavigation, Schiffsnavigation oder autonomes Fahren unerlässlich. Auch intern wird sie genutzt um zum Beispiel Täuschsignale zu detektieren oder zu unterdrücken. Meistens wird die Ausrichtung durch einen Kompass, Gyrosensor oder durch die Bewegungsrichtung bestimmt. Diese Methoden bieten entweder nicht die Bestimmung der Ausrichtung um alle 3-Raumachsen, sind bei hoher Genauigkeit sehr teuer oder bieten nur eine Ausrichtungsschätzung bei Bewegung. Ein GNSS-Mehrantennenempfänger bietet jedoch die Möglichkeit die Antennenausrichtung ohne zusätzlichen Sensor zu bestimmen. Dazu nutzt man die geschätzten Einfallsrichtungen der Satellitensignale, die sich durch die Laufzeitunterschiede bei den Antennenelementen ergeben, und vergleicht diese mit den errechneten Raumvektoren, die sich aus den Umlaufbahnen der Satelliten ergeben. Bisher existierende Verfahren beruhen darauf, die geschätzte Einfallsrichtung gegeben als Steering-Vektor in das kartesische Koordinatensystem umzurechnen, um sie dann mit den gegebenen Umlaufbahnen zu vergleichen. Diese Umrechnung ist allerdings nicht nur rechenintensiv, sondern durch die gegeben Nebenkeulen im MUSICSpektrum sehr fehlerträchtig. Stattdessen sollen die gegebenen Einfallsrichtungen in Steering-Vektoren umgerechnet und mit den geschätzten Steering-Vektoren verglichen werden. Aus dem Ergebnis lässt sich R dann sehr präzise die Lage der Antennen im Raum bestimmen. Der Algorithmus wird in Matlab implementiert und getestet.