NavIC Waveform Generation

MATLAB 2024aのSatellite Communications Toolboxで、
インドのNavICのベースバンド信号が生成できるようになっていた。

https://jp.mathworks.com/help/satcom/ug/navic_waveform_generation.html

GNSS関連のサンプルがどんどん充実しているけれど、
何を基準に信号を選んでいるのだろう？

こうなると、2チャンネルでもいいので、異なる周波数の
信号を同時に出力できるSDRが欲しいな。

galileo-sdr-sim

https://github.com/harshadms/galileo-sdr-sim

GALILEO-SDR-SIM generates Galileo baseband signal data streams,
which can be converted to RF using software-defined radio (SDR) platforms.

Galileo E1B/C signal generation
Real time navigation message relay
Real time location update
USRP TX support
File sink

船舶のサイバー攻撃演習

船舶のGPS・AISシステムへのサイバー攻撃の演習に、
gps-sdr-simを使っていただいたみたい。

https://devblog.lac.co.jp/entry/20230719

スプーフィング攻撃の演習、見学したかったな。

Galileo信号シミュレータ

gps-sdr-simの派生プロジェクトで、Galileo E1B/E1Cに対応した
オープンソースのベースバンドシミュレータがGitHubで公開されました。

https://github.com/galileoz/gal-osnma-sim

航法メッセージによる信号認証であるNMA（navigation message authentication）の
テストもできるようです。

本家もがんばってGNSS対応しないといけないですね。

bladeGPSのビルド

GPS信号シミュレータを月測位信号シミュレータに改造するために、
久しぶりにbladeGPSをソースからビルドしてみました。

https://github.com/osqzss/bladeGPS

ビルド自体に問題はないものの、bladeGPSを実行すると、libbladeRFの
エラーが出て停止してしまいます。

[ERROR @ host/libraries/libbladeRF/src/backend/usb/libusb.c:1090]

何のエラーだろうと検索してみると、高橋先生のブログがヒット。

https://s-taka.org/pocketsdr-ap-with-bladerf-part2/

どうやら、最新のFX3ファームウェアとFPGAビットストリームだと、動作しないようです。
そこで、ファームウェアをv2.3.2に、ビットストリームをv0.11.0にロールバック。

https://www.nuand.com/fx3_images/
https://www.nuand.com/fpga_images/

インストーラのリリースだと、2019.07に相当します。

https://www.nuand.com/win_installers/
https://github.com/Nuand/bladeRF/releases

ファームウェアの書き換えには、bladerf-cliを使います。

bladeRF-cli --flash-firmware bladeRF_fw_v2.3.2.img

ビットストリームは、C:\Program Files\bladeRF\に置かれているhosted*.rbfを上書きします。

これで、無事にbladeGPSの動作が確認できました。

P.S. どうやらFPGA bitstream v0.14.0の不具合らしい。v0.12.0に戻すことを推奨されている。

https://nuand.com/forums/viewtopic.php?p=17916&sid=bae9e70ddc922a932afb17df0d852983#p17916

最新のリリースである2023.02では、fixされているのだろうか？
Windowsインストーラはまだ提供されていないので、ソースからビルドしてみようかな。

P.P.S. FPGA bitstreamはv0.12.0でもダメっぽい。v0.11.1を推奨？

https://github.com/Nuand/bladeRF/issues/813

plutoplayer for PlutoSDR

gps-sdr-simのplayerに、plutoplayerのWindows版を追加しました。
libxmlのFatal Errorが出るけれど、GNOME関連のライブラリなので、とりあえず無視します。

https://github.com/osqzss/gps-sdr-sim/tree/master/player/plutoplayer_win



TCXO換装のおかげで、問題なく信号の捕捉から追尾、測位まで確認できました。
気が向いたら、リアルタイム版も作成しよう。

　（クリックで拡大）

P.S. libxmlのエラーに関するメモ。

https://ez.analog.com/sw-interface-tools/f/q-a/560875/problems-using-adalm-pluto-in-python

GPS Waveform Generation with MATLAB

ちょっと別件でMATLABのToolboxに関して調べていたら、
Satellite Communication Toolboxのサンプルとして
GPS信号の生成について紹介されていた。

https://jp.mathworks.com/help/satcom/ug/gps-waveform-generation.html

L1C/Aだけではなく、L2CのI/Qサンプリングも生成できるみたい。
SDRに流し込めば、GPS信号シミュレータになるのかな？

後で試してみる。

L1C/B信号

gps-sdr-simのstarが1,000に到達．
当初の開発目的とは随分と違う分野で活用されているけれど，
お役に立てたようでなにより．

しばらく放置していたけれど，折角なので何か記念に機能を拡張しようと，
準天頂衛星の新しい信号であるL1C/Bを追加してみました．

L1C/BはQZS5号機以降に追加予定の新しい信号で，GPSのL1C/Aコードに
サブキャリアを重畳したBOC(1,1)信号です．

神奈川工科大学 情報工学科 ブログ：2019年度測位航法学会全国大会参加報告とQZSSの最新動向

L1Cではダメなの？という疑問はさておき，サブキャリアを追加するだけなので，
シミュレータ側の対応はとても簡単．スペクトルを確認すると，ちゃんとGPS信号の
中心周波数を避ける形になっています．



L1C/AとL1C/Bの相互相関も，スペクトルのように+/-0.5チップのところに
電力を半分に分けたような波形になります．確かにGPS信号との干渉はある程度
改善されるのだろうけど，素直にL1Cに対応すること以上の利点は感じられない
というのが正直な感想．

GPS腕時計

GPS腕時計が贈られてきた．



バレンタインのプレゼントではなく，
GPS信号シミュレータによる時間の
spoofing実験のため．

Almanacオプションの追加

以前から要望のあった航法メッセージへのalmanacの追加を
やっと実装しました．とりあえずは，bladeGPSのみ対応です．

GitHub: osqzss / bladeGPS

ublox社のM8Tで試してみたところ，ちゃんと12分後には
すべての衛星のalmanacがデコードできています．

　（クリックで拡大）

PRN04のalmanacが取得できていないのは，そもそも元の
YUMAファイルに含まれていないため．YUMAファイルは
CelesTrakからダウンロードできます．

CelesTrak: GPS Yuma Almanacs

最近ではあたりまえのAll-in-Viewでは不要な機能ですが，
昔の8チャンネルの受信機では，almanacを全部取得してから
可視衛星を選び，チャンネルに割り当てたりしています．
そのため，航法メッセージにalmanacが含まれていないと，
いつまで経っても測位を開始してくれなかったりします．

これで，A社の衛星用GPS受信機もテストできるはず．