Система глобального позиціонування (Global Positioning System), більше відома за абревіатурою GPS, глибоко проникла у щоденне життя кожного. Цивілізація сьогодні від неї повністю залежить та використовує її в найрізноманітніших сферах: комерції, наукових дослідженнях, побутових питаннях тощо. Від синхронізації годинників до автомобілів з автопілотом, від геолокаційних ігор до передбачення землетрусів – усе це стало значно простішим завдяки GPS. Проте така повсюдна залежність від однієї служби лякає, адже її легко заглушити.
Глушник для навігації
Система GPS спирається на слабкі радіосигнали, які смартфони та інше обладнання з її підтримкою отримує від супутників, що знаходяться на висоті у 20 тисяч кілометрів над поверхнею планети.
Через їхню слабкість їх дуже легко спотворити – для цього достатньо буває просто зайти у приміщення. Тому пристрій для пошкодження сигналу GPS виявляється досить простим, оскільки використовувані системою частоти (від 1559 МГц до 1610 МГЦ) добре відомі в радіоелектроніці. Для наочності: прийом сигналу GPS для мобільного пристрою означає те ж саме, що розгледіти лампочку потужністю 25 Ватт з відстані близько 15 тисяч кілометрів.
В інтернеті можна легко знайти в продажі дешеві «глушилки» GPS кишенькового розміру, які блокують навігаційний сигнал в радіусі декількох метрів від носія. Більш того, космічна навігація може зникнути через внутрішній збій – так було, наприклад, з Глонасс. Помилка виникла одночасно на практично всіх 29 апаратах системи, а її причиною стали некоректні значення в програмному забезпеченні супутників. Тоді ця система навігації не працювала понад 10 годин, а від масових наслідків врятувала її мала поширеність.
Повсюдна залежність сучасної цивілізації від космічної навігаційної системи може призвести до найрізноманітніших наслідків у випадку її відмови. Для пішоходів це, наприклад, легке ускладнення у пошуку найближчого кафе. А для автомобілів з автопілотом це може означати серйозне ДТП. Морські судна від вимкнення GPS також сильно постраждають: частина з них загубиться в океані, а частина – не зможе прокласти шлях до порту та сяде на мілину чи зіткнеться з пристанню. Для літаків в небі зникнення сигналу GPS також матиме катастрофічні наслідки.
Необхідність запасного плану
Космічні системи навігації, такі як GPS, Глонасс, Галілео та COMPASS, складаються з декількох десятків супутників на геостаціонарних орбітах навколо планети. GPS, наприклад, нараховує 32 космічних апарати, завдяки чому кожен гаджет, який шукає своє місцеположення, сприймає, в середньому, сигнал щонайменше від чотирьох.
Однак легкість, з якою можна заблокувати сигнал такої навігації вимагає створення альтернативної системи. Експерти кажуть, що вона повинна бути наземною – це тисячі радіопередатчиків, через що в неї будуть свої вразливі місця. Наприклад, їх буде складно обслуговувати та оновлювати, а також з’являється питання покриття навігацією великих океанських просторів. Проте попри це вигоди від такої системи у разі збою GPS переважають її недоліки.
Сьогодні існують дві реальні наземні альтернативи навігаційних систем. Це диференційна GPS (DGPS) та LORAN. Перша вже активно використовується в морському та аеронавігаційному обладнанні для підвищення точності позиціонування до декількох сантиметрів. Її основу складають масиви наземних антен, які за допомогою GPS точно визначають своє положення та транслюють його користувачам. Через це вона також вразлива до збоїв на супутниках GPS.
Система LORAN (LOng RAnge Navigation) використовує інший принцип роботи. Її створенням почали займатися після Другої Світової війни, і вона працює на основі наземних низькочастотних передатчиків з частотою 3-8 МГц. Незважаючи на те, що подібні сигнали відбиваються від верхніх шарів атмосфери (іоносфери), максимальний радіус покриття одної сигнальної вежі не перевищував кількох сотень кілометрів. А складність математичних обрахунків на комп’ютерах того часу зменшувала корисність такої навігації на практиці.
З часом LORAN зазнала деяких поліпшень (A, B та C), які стали можливими завдяки розвитку мікроелектроніки. У 70-х роках вона вже мала прийнятні параметри для використання в навігації. А до 90-х років вона досягнула достатньої точності роботи для комерційного використання, однак тоді з’явився GPS, і LORAN почала швидко втрачати популярність. Багато наземних станцій цієї системи вимкнули, звільнивши кошти для обслуговування GPS та DGPS.
Однак з ростом залежності від GPS деякі країни знову повернулися до LORAN, яка може скласти йому альтернативу. Ця система працює з радіосигналами, які мають потужність тисячі кіловатів, які значно важче заглушити, ніж GPS. А затрати на дублювання двох навігаційних систем компенсуються тим, що одна зможе замінити іншу в разі якихось збоїв.
За матеріалами: Extremetech
