В результате боевых действий в Европе и на Ближнем Востоке начались сбои одной из наиболее критических технологий — сигналов GPS. Эти сбои теперь влияют на самое загруженное океанское воздушное пространство в мире. Более 1700 трансатлантических рейсов ежедневно пересекают Северную Атлантику между Европой и Северной Америкой. В последние месяцы небольшое, но растущее количество этих рейсов потеряло надежный сигнал GPS над Европой или Ближним Востоком и не смогло восстановить ее до пересечения океана.

«Мы получаем ежедневные отчеты о самолетах, в которых возникают препятствия перед входом в океанское воздушное пространство, — говорит Джейн Джонстон из NATS, основного британского поставщика услуг управления воздушным движением. – Некоторые из этих рейсов постоянно чувствуют ухудшенную работу GPS».

Коммерческие авиалайнеры не единственные жертвы – другие виды транспорта, а также системы вооружения и даже некоторые программы подвергаются риску из-за помех GPS. Чтобы предотвратить сбои, правительства изучают резервные варианты с определением местоположения.

Ежедневные случаи вмешательства в работу GPS выросли после того, как Россия начала полномасштабное вторжение в Украину в 2022 году. НАТО и европейские чиновники обвинили Россию в продолжающейся кампании искажения сигналов GPS в европейском воздушном пространстве от Балтийского моря на севере до Черного моря на юго-восток.

Предварительные перебои в работе GPS, начавшиеся в восточном Средиземноморье в 2018 году, приписывают российским военным силам, дислоцированным в Сирии. Совсем недавно, в конце 2023 года, Израиль начал собственное умышленное нарушение сигналов GPS на контролируемой им территории и близлежащих регионах в рамках военной осады Газа.

Такое вмешательство имеет две формы. Глушение GPS передает мощные сигналы, чтобы заглушить более слабые радиосигналы от глобальных навигационных спутников в космосе. Другое вмешательство предполагает подделку сигналов GPS, вводящих GPS-приемники в заблуждение, заставляя их ложно сообщать, что они находятся в сотнях или тысячах киометров от своего фактического местонахождения.

Влияние помех

Военные могут глушить или подрабатывать сигналы GPS, поскольку эта технология предоставляет услуги синхронизации и навигации системам вооружения, включая самолеты, военные корабли, ракеты и беспилотники. Но это вмешательство также оказывает влияние на гражданские службы на земле, на море и в воздухе.

Например, люди в таких местах, как Кипр и Ливан, сообщили об ошибочных результатах определения местоположения в своих приложениях для доставки еды, заказа поездок и знакомств. Корабли в Средиземном и Черном морях сталкивались с GPS-приемниками, ошибочно сообщали об их местонахождении в аэропортах Ливана, Египта или России.

Одно из самых распространенных влияний произошло в гражданской авиации, когда тысячи самолетов испытали помехи GPS или подделки. Такие препятствия иногда заставляли рейсы возвращаться, и это даже побудило национальную авиакомпанию Финляндии Finnair временно приостановить рейсы в аэропорт в Эстонии.

Тем временем канадские и британские диспетчеры воздушного движения, контролирующие воздушное пространство Северной Атлантики, получают уведомления о десятке рейсов в день, пострадавших от помех GPS.

«Хотя они составляют очень небольшую долю общих трансатлантических рейсов, [наша организация] наблюдала увеличение количества трансатлантических рейсов, на которые влияют помехи GPS, в течение последнего года», — говорит Марьям Амини из Nav Canada, некоммерческой организации, руководящей гражданскими канадскими службами . аэронавигационная система.

На этой карте показаны регионы, где 10 июля возникли потенциальные помехи GPS.

Любые самолеты с ухудшенной работой GPS могут «удерживаться на чуть меньшей высоте во избежание океана, во избежание зон с загруженным транспортом, а дальнейшие подъемы также могут быть ограничены из-за другого трафика», — говорит Джонстон.

В то же время самолеты, которые делят воздушное пространство с пострадавшим самолетом, должны держаться дальше обычного, даже если это означает менее эффективную траекторию полета.

«Например, полету может быть отказано в заданном уровне полета, поскольку соседний самолет имеет неисправный GPS, что приводит к увеличению потребления топлива», — говорит Бенуа Фиге из Цюрихского университета прикладных наук в Швейцарии, который поддерживает живую карту пострадавших самолетов. из-за помех GPS.

Большее расстояние, предназначенное диспетчерами воздушного движения для пострадавшего самолета, может составлять от 145 до 160 километров по сравнению с лишь 22 километрами при обычных обстоятельствах, говорит Дана Говард из Resilient Navigation and Timing Foundation, некоммерческой организации по защите и расширению GPS из штата Вирджиния. Это означает меньше самолетов на каждом маршруте, что может повлиять на расписание рейсов и вызвать задержки, говорит она.

Хронология инцидентов

Умышленные сбои в работе GPS происходят годами, влияя на судоходство, авиарейсы и т.д.

• Согласно аналитической компании Windward, подделка GPS влияет на несколько судов в Черном и Северном морях, заставляя навигационные системы ошибочно сообщать о местонахождении ближайших российских аэропортов.
• Местоположения кораблей с помощью GPS ошибочно появляются в кольце позиций на суше каждый раз, когда они приближаются к портовому городу Шанхай и другим прибрежным местам Китая. Экологическая некоммерческая организация SkyTruth отслеживает источники подделки GPS к китайским правительственным зданиям и нефтяным терминалам.
• Инциденты подделки GPS касаются нескольких судов по всему миру, от Северного моря и Атлантического океана до Южно-Китайского моря. Шаблон спуфинга заставляет навигационные системы судов сообщать ошибочные позиции за тысячи миль.
• Препятствия GPS, вероятно, российского происхождения, усиливаются в регионе Балтийского моря в декабре и мешают навигации для тысяч полетов над Европой в последующие месяцы.
• Израильское вмешательство в GPS, предназначенное для предотвращения атак беспилотников и ракет, нарушает работу гражданской авиации, а также приложения для вызова поездок, доставки еды и даже свиданий в Ливане, Иордании и Кипре.

Альтернативы GPS

Коммерческие пассажирские самолеты обладают некоторыми резервными средствами навигации, включая наземные радиомаяки и радиолокационное отслеживание от служб управления воздушным движением. Но они недоступны для полетов над большей частью Атлантического океана. Самолеты, лишенные GPS, должны использовать инерциальные системы наведения, которые вычисляют их местонахождение на основе информации от датчиков движения и часов.

«То, что мы сейчас имеем — это инерционный датчик, и это хорошо, потому что никто не может вмешиваться в него извне», — говорит Окуари Осечас, сотрудник Цюрихского университета прикладных наук. Но стандартная инерциальная навигация не может сравниться с точностью GPS. Чтобы улучшить его, исследовательские группы разрабатывают более точные квантовые датчики движения и атомные часы.

В мае правительство Великобритании опробовало новую квантовую инерциальную навигационную систему, разработанную компанией квантовых технологий Infleqtion вместе с аэрокосмическими компаниями BAE Systems и QinetiQ, которая сочетает в себе как квантовые датчики, так и оптические атомные часы. Целью является развертывание таких систем на борту самолетов до 2030 года.

Отдельно ВВС США, Boeing и Airbus потратили более 200 часов на испытание другой навигационной системы. Она использует квантовые датчики и искусственный интеллект, чтобы точно определить текущее местонахождение самолета в соответствии с картой магнитного поля Земли. Этот квантовый магнитометр стал коммерчески доступен в июне от разработчика SandboxAQ, занимающегося кибербезопасностью и квантовым, отделившегося от материнской компании Google Alphabet в 2022 году.

Этот квантовый магнитометр устойчив к помехам или подделке, поскольку он ориентируется в соответствии с характерными сигналами от магнитного поля планеты и имеет базовые магнитные карты для справки, говорит Лука Феррара из SandboxAQ – все вычисления работают на устройстве без подключения к интернету или спутнику. Он предполагает, что квантовый магнитометр мог бы дополнить существующие инерциальные навигационные системы.

Некоторые правительства также разрабатывают то, что Говард описывает как «триаду устойчивости», чтобы гарантировать, что их военные, коммуникационные сети и финансовые центры имеют надежную синхронизацию и навигационные службы на основе местоположения, даже если происходят помехи или подделка GPS. Эта триада включает в себя глобальные навигационные спутниковые системы, такие как GPS, современную версию наземной сети радиобашен времен Второй мировой войны, известной как технология Loran, и волоконно-оптическую сеть для передачи сигналов через кабели вместо беспроводной связи.

Китай уже принял эту концепцию на стероидах, говорит Говард, запустив собственную навигационную спутниковую систему BeiDou, установив усовершенствованную систему радиобашен Loran (eLoran) и проложив более 19 000 километров волоконно-оптических кабелей. Южная Корея сделала аналогичные ответные шаги на постоянную военную угрозу со стороны Северной Кореи. В октябре 2023 года правительство Великобритании изложило собственный план устойчивости, отметив, что 24-часовой сбой сигналов глобальных навигационных спутниковых систем может нанести экономике Великобритании удар на 1,4 миллиарда фунтов стерлингов. Несмотря на то, что США финансируют разные альтернативы GPS, правительство не обязалось разработать план устойчивости.

Единого решения может не быть. «Сообщество навигаторов согласилось, что пока не существует ни одной системы, которая могла бы обеспечить одинаковый уровень производительности во всех тех же местах, не являясь еще одним клоном GPS», — говорит Осечас.

Это свидетельствует о решающей роли GPS во многих программах определения времени и навигации – даже если последние сбои показывают, что мы больше не можем воспринимать это как должное.

По материалам: New Scientist

Чешский город Рознов-под-Радгоштем был известен своими сладкими пирогами, политыми ромом и музеем под открытым небом, где демонстрируются исторические деревянные дома. Небольшой городок, интересный туристам. Потом раздалось объявление, всколыхнувшее мир. Ведь теперь этот городок станет центром европейской процессорной индустрии.

В июне американский производитель микросхем ON Semiconductor Corp. выбрал Рознов для создания нового производственного центра в 2 миллиарда долларов. За последние несколько недель сюда приехали застройщики, руководитель местного университета и члены правительства, за которыми следили телевизионные группы.

Интерес не удивителен, учитывая, что инвестиция будет крупнейшей иностранной компанией в Чехии за три десятилетия. Но это также говорит о том, что план создания нового поколения микрочипов на перспективы центральной Европы.

Onsemi расширит существующую фабрику, чтобы производить микросхемы для электромобилей и индустрии возобновляемой энергетики, и контракт с Volkswagen AG уже заключен. Успех важен не только для стагнирующего города и чешской экономики, но и для Европейского Союза, который будет способен обеспечить поставки в условиях глобальной борьбы за критически важные компоненты.

«Полупроводники становятся основой современной экономики», — заявил министр промышленности и торговли Йозеф Сикелла. «Чем больше этих новых технологий мы сможем производить внутри страны, тем лучше нашей экономической безопасности».

Инвестиции Onsemi скромны по сравнению с некоторыми технологическими проектами в других странах Европы. Но текущий завод в Рознове уже играет огромную роль в компании, поскольку проектирует и производит полупроводники. Это ключ к движению чешской экономики в более прибыльную, менее трудоемкую отрасль, чем традиционное производство автомобилей и автокомпонентов.

Около 2200 сотрудников Onsemi в стране производят 10 миллионов чипов в день для автомобильных, промышленных и телекоммуникационных клиентов, таких как BMW AG, Mercedes Benz AG, Siemens AG, Apple Inc. и Samsung Electronics Co.

Хотя планируемые инвестиции создадут лишь 800 новых рабочих мест в течение следующих семи лет, Onsemi ожидает, что годовой доход Roznov постепенно вырастет вчетверо до минимум 1,2 миллиарда долларов, поскольку расширение будет сосредоточено на более прибыльных полупроводниках из карбида кремния с большей мощностью.

Однако первой задачей является убедиться в том, что город с населением 16 000 человек сможет справиться с расширением. Чтобы развеять беспокойство местных жителей по нехватке школ, врачей и жилья, мэр Ян Кучера сказал, что будет построено от 300 до 400 новых квартир, а город потратит эквивалент 85 миллионов долларов на улучшение местных дорог, парковки и других услуг.

«Мечта каждого мэра — это инвестиция в современные технологии от компании, которую вы уже знаете, которая привлечет образованных людей», — сказал Кучера в обновленной библиотеке Рознова. «И это именно то, что мы получаем».

Перспектива присоединения города к следующей индустриальной эре резко контрастирует с проблемами, с которыми сталкивается соседний регион вокруг города Острава, расположенного всего за час езды на автомобиле. После падения коммунизма в 1989 году восточная часть Чешской Республики страдает от резкого упадка традиционной горнодобывающей и металлургической промышленности и хронической безработицы.

Лишь этим летом неработающий металлургический завод в Остраве объявил себя неплатежеспособным после того, как не смог оплатить счета за электроэнергию и зарплаты почти 5000 сотрудникам.

Производство полупроводников в Рознове берет свое начало с первых дней холодной войны, когда тогдашняя коммунистическая Чехословакия переместила туда часть своей электронной промышленности с места вблизи германской границы. После падения Берлинской стены конгломерат, тогда называвшийся Tesla Roznov, был разбит, а его микросхемный блок был продан пионеру мобильных телефонов Motorola Inc., который позже стал частью его подразделения Onsemi, базирующегося в Аризоне.

Новое предприятие будет заниматься всем производственным процессом от выращивания кристаллов карбида кремния до конечного продукта, а не распределяться между предприятиями Onsemi на трех разных континентах.

Это означает, что микросхемы станут ближе к покупателям в автомобильной промышленности, традиционному движущемуся чешской экономике, которая сейчас страдает от быстрого роста зарплат, сбоев в глобальной цепочке поставок и конкуренции со стороны китайских электромобилей.

Через месяц после объявления о расширении Roznov Onsemi подписал многолетнее соглашение о поставках деталей из карбида кремния для Volkswagen, владельца доминирующего чешского производителя Skoda Auto AS. И VW, и Skoda были вынуждены неоднократно сокращать или приостанавливать производство в течение последних трех лет из-за перебоев со снабжением микросхем, изготовленных преимущественно в Азии.

Расширение завода в Рознове является «важным шагом в попытках снизить зависимость ЕС от импортных стратегических товаров и компонентов», — сказала Гелена Горская, главный экономист чешского подразделения Raiffeisen Bank International AG и советник премьер-министра Петра Фиала. Поскольку микросхемы Onsemi также используются в солнечных батареях, инвестиции могут в конечном счете помочь снизить зависимость страны от автомобилей, сказала она.

Onsemi по-прежнему ведет переговоры с правительством Чехии и ЕС о финансовой поддержке, которая может покрыть около четверти инвестиций. Если все пойдет хорошо, в следующем году компания планирует приступить к строительству нового производственного цеха напротив существующего комплекса в Рознове.

Одна жительница Рознова сказала, что видит долгосрочные преимущества для Чешской Республики, но выразила обеспокоенность давлением на государственные службы из-за притока новых работников. И так уж трудно найти стоматолога для своих маленьких детей, сказала она, гуляя с ними красочной главной площадью города.

«Мои чувства смешанные», — сказала Ивана, отказавшись называть свое полное имя во время общения со СМИ. «Я знаю, что это важно для страны, и хорошая реклама для Рознова. Но я озабочена местным влиянием».

Действительно, политики и бизнес-лидеры назвали проект благом для страны, когда-то являвшейся символом экономической трансформации от коммунизма к свободному рынку.

Самый низкий уровень безработицы в ЕС оказался скорее проклятием, чем благословением: рост заработной платы в течение многих лет значительно опережал производительность, способствуя инфляционному кризису, с которым страна все еще борется.

Чешская Республика начала отставать даже от беднейших регионов, когда речь идет об инвестициях из-за рубежа, особенно в новые технологии. Год назад Intel Corp. выбрала соседнюю Польшу для завода по сборке и тестированию микросхем стоимостью 4,6 миллиарда долларов, а соседняя Венгрия становится европейским центром по производству аккумуляторов для электромобилей.

Onsemi хочет помочь восполнить эту пустоту, по словам Алеса Каба, руководителя чешского бизнеса американской компании. По его прогнозам, как только новые цепи поставки будут созданы, производители автомобилей и другие покупатели чипов, скорее всего, останутся с ними не менее двух десятилетий.

По материалам: Bloomberg Businessweek