で 査読なしの論文 Humphreys は彼の研究室のウェブサイトに投稿したもので、これまでに Starlink のシグナルの最も完全な特徴付けを提供したと主張しています。 この情報は、GPS やヨーロッパ、ロシア、中国の同等物とは独立して動作する新しいグローバル ナビゲーション技術の開発に向けた第一歩であると彼は言います。
「スターリンク システムの信号は厳重に守られた秘密です」と Humphreys 氏は言います。 「私たちの初期の議論でさえ、SpaceX がより協力的だったとき、彼らは信号構造を私たちに明らかにしませんでした。 私たちはゼロから始めなければならず、基本的に小さな電波望遠鏡を構築して、彼らの信号を盗聴する必要がありました。」
プロジェクトを開始するために、UT オースティンは Starlink 端末を取得し、それを使用して YouTube からラファエル ナダルの高解像度テニス ビデオを 24 時間年中無休でストリーミングしました。 これにより、別の近くのアンテナがリッスンできるスターリンク信号の一定のソースが提供されました。
Humphreys 氏はすぐに、Starlink が直交周波数分割多重 (OFDM) と呼ばれる技術に依存していることに気付きました。 OFDM は、1960 年代にベル研究所で最初に開発され、現在は Wi-Fi と 5G で使用されている、デジタル伝送を効率的にエンコードする方法です。 GPS の専門家であり、バージニア工科大学の航空宇宙教授である Mark Psiaki は、次のように述べています。 「これは、1 秒あたりの最大ビット数を特定の帯域幅に詰め込む方法です。」
UT オースティンの研究者は、Starlink の暗号化を破ったり、衛星から送られてくるユーザー データにアクセスしようとはしませんでした。 代わりに、彼らは同期シーケンスを探しました。これは、受信機がそれらと調整するのを助けるために、軌道上の衛星によって送信される予測可能な繰り返し信号です。 Humphreys はそのようなシーケンスを見つけただけでなく、 [had] 厳密に必要な数よりも多くの同期シーケンスが必要です」と彼は言います。
各シーケンスには、衛星の距離と速度の手がかりも含まれています。 Starlink 衛星はミリ秒ごとに約 4 つのシーケンスを送信しているため、「測位のためにシステムを二重に使用するのは素晴らしいことです」と Humphreys 氏は言います。
地上の受信機が衛星の動き (軌道衝突のリスクを軽減するために SpaceX がオンラインで共有している) について良いアイデアを持っている場合、シーケンスの規則性を使用して、それらがどの衛星から来たのかを突き止め、その衛星までの距離を計算できます。 . 複数の衛星に対してこのプロセスを繰り返すことで、受信機は約 30 メートル以内に位置を特定できると Humphreys 氏は言います。