Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Farewell to GPS: неочевидные последствия отключения бесплатного сервиса
Отключение GPS, о возможности которого заявил на днях глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин, для России будет смягчено наличием собственной системы позиционирования ГЛОНАСС. Naked Science попробовал разобраться, насколько реально отключить систему глобального позиционирования для одной страны. Что при этом произойдет с Россией и ее населением? А что будет, если весь мир лишится спутниковых систем позиционирования? Отдельный бонус — расскажем, при чем тут Эйнштейн.
Как работает ГЛОНАСС / GPS и другие системы позиционирования
Если вы знакомы с матчастью, смело пропускайте эту главу. Но учтите, что мы будем регулярно ссылаться на нее в дальнейших объяснениях.
Часто говорят, что теория относительности Эйнштейна не имеет никакого прикладного значения. Скорее всего, такой человек на вопрос, о какой именно теории относительности идет речь (о Специальной или об Общей теории относительности), замнется с ответом. Ну а вы в ответ просто расскажите ему, что каждый день миллиарды людей на Земле пользуются технологией, которая невозможна без учета Общей теории относительности.
Идея системы позиционирования простая: запускаем спутник, запоминаем его орбиту, спутник бегает по орбите и излучает радиосигнал. По скорости получения сигнала от спутника можно сказать, на каком расстоянии вы от него находитесь. Один спутник дает сферу решений, два — кольцо, три спутника уже дадут всего две возможные точки. С учетом неизбежных погрешностей система позиционирования начинает определять ваше положение, если хорошо «видит» четыре спутника.
Всего 24 космических аппаратов глобального позиционирования на орбите достаточно, чтобы разово видеть нужное количество (то есть те самые четыре спутника) в любой точке Земли. Можно поднять на орбиту и меньше спутников, если вам нужно позиционирование только на ограниченной территории — как это сделала Япония, например. Но США и Россия (в недалеком будущем к ним должна присоединиться Европа с проектом Galileo) решили сделать глобальные системы позиционирования, которые работают по всему миру, то есть запустить как минимум те самые две дюжины спутников. И даже думают о вспомогательных для еще более точной работы.
От системы к системе алгоритмы обработки данных несколько отличаются, но в целом они дают точность позиционирования на поверхности Земли от полуметра до пары метров и десяток метров по вертикали.
Так можно ли отключить такую систему?
Как отключить GPS
Раз уж мы начали с базовых основ работы GPS, то вот вам еще пара деталей о том, как работает именно эта система глобального позиционирования. Спутники уточняют свое положение, связываясь с наземными станциями, потом передают его в эфир на двух частотах. Этот сигнал ловит любой пользователь, имеющий соответствующее оборудование, сейчас оно открыто доступно на рынке. Ранее одна частота использовалась для военных нужд и давала максимальную точность позиционирования. А вторая, гражданская, искусственно загрублялась, давая сравнительно большую ошибку позиционирования в сотню метров.
На данный момент гражданским приборам доступны обе радиочастоты, и при большом количестве улавливаемых спутников (на открытом месте) точность гражданских приборов не хуже, чем у военных. По крайней мере официально. То есть сигнал отключить нельзя?
Раз сигнал искусственного происхождения (не пульсар там какой-нибудь), включенный человеком, то человек может его и отключить, конечно.
Во-первых, теоретически можно отключить передачу сигнала со спутника или выдавать с него неправильные данные о положении, пролетая над определенной территорией. Но навскидку каждый спутник обслуживает территорию площадью примерно 4000 на 4000 километров, а это значит, что с большой вероятностью, кроме России, будут немножко «отключены» и сопредельные страны.
Во-вторых, скорее всего, сохраняется возможность зашифровать данные со спутника (правда, в открытых данных по GPS мы не нашли этому подтверждения). Тогда военные навигаторы смогут его расшифровать и уточнить свое местоположение. Для гражданских декодирование зашифрованного сигнала недоступно и точность позиционирования будет снижена или даже могут приходить умышленно искаженные данные. Тогда координата будет выдаваться с большой погрешностью, как было на заре GPS, когда военные могли определять свое местоположение с точностью до метров, а гражданские — плюс-минус 200 метров. В этом варианте гражданские пользователи GPS в странах Восточной Европы и Дальнего Востока также пострадают.
Наконец, самый простой способ сбить работу GPS — внесение помех с помощью наземной станции. Причем оно может быть весьма деликатным: например, москвичи знают, что навигационные программы часто «телепортируют» проезжающие около Кремля автомобили во Внуково. А может быть и опасным: в 2019 году Израилю пришлось перенаправлять в другой аэропорт самолеты, собиравшиеся совершить посадку в авиагавани Тель-Авива: в этом районе наблюдались серьезные перебои с работой GPS. Подозрения даже пали на Россию: некоторые аналитики предположили, что это было следствием работы российских средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ) в соседней Сирии.
Но отключения GPS на территории России с помощью РЭБ из соседних стран — самый малореальный вариант. Фактически это объявление войны, ведь под прикрытием помех удобно проскочить ракетам и боевым аппаратам.
В результате отметим, что проще всего «гасить» GPS с Земли, устанавливая радиопомехи несильному сигналу, идущему со спутника, расположенного на высокой орбите. Это может сделать страна на своей территории (например, чтобы сбить с курса ракеты противника, но о военных ниже). Второй вариант — глушить сигнал GPS средствами РЭБ или более тонко действующими спуферами: они передают более мощный, чем у спутников, сигнал с фальшивыми координатами. Но дальность подобной атаки невелика. В свое время поступали сообщения о нарушении работы GPS во время боевых действий США в Иране и Югославии. Но непонятно, умышленно ли это было, ведь у атакуемых стран практически не было высокоточного оружия, завязанного на GPS.
ГЛОНАСС всех спасет?
В чем можно согласиться с Дмитрием Рогозиным, так это в том, что отключение GPS не окажет фатального воздействия на многих пользователей в России. Хотя и с большими сложностями и не с первого захода, но Россия создала систему глобального позиционирования ГЛОНАСС, которая лучше GPS работает в высоких широтах. Просто спутники этой системы лучше учитывают «северное расположение нашей страны».
Более того, поддержка ГЛОНАСС встроена на уровне чипов смартфонов практически у всех топовых производителей мобильных систем-на-чипе, которые используются в 90% смартфонах. А другие вы вряд ли видели на российском рынке (разве что как-то специально постарались). Так что таксисты и курьеры точно не пострадают.
Но здесь сразу возникает вопрос: могут ли производители гаджетов отключить ГЛОНАСС? Теоретически производители могут убрать поддержку российской системы в прошивке гаджетов или в обновлении картографических сервисов. Тут стоит вспомнить, что четырех спутников достаточно лишь теоретически. Но зачем это делать?
ГЛОНАСС не получает никаких данных о приемниках, хотя иногда даже конгрессмены в США этого не понимают. А вот поддерживать больше одной системы спутникового позиционирования выгодно. Чем их будет больше, тем точнее будет определено местоположение. А в городе, когда вокруг дома, и вовсе не факт, что на оставшемся кусочке неба найдется нужное количество GPS-спутников. А с ГЛОНАСС шансы на это вдвое выше. При этом в чистом виде сервис ГЛОНАСС не требует денег, не собирает данные.
Пострадает ли Россия? Прошивку можно сменить и обратно, картографические сервисы у нас есть и отечественные. А вот на территории «остального мира» без ГЛОНАСС системы навигации с GPS часто будут работать хуже. Так что со стороны США и союзников попытка отключения ГЛОНАСС будет в жанре «стрельбы себе в ногу», но к этому уже не привыкать в нашем безумном мире.
Если простых пользователей, а также многочисленных сотрудников логистических служб мы «вывели из-под удара», так как они могут обойтись без GPS (даже если США удастся реализовать его отключение на ограниченной территории), им вполне достаточно отечественного ГЛОНАСС — то с профессиональной техникой ситуация сложнее.
Поддержка ГЛОНАСС обеспечена в речных и морских судах, а вот с авиапарком есть вопросы. В иностранных самолетах, используемых российскими авиакомпаниями, наша навигационная система должна была быть интегрирована как раз в этом году. Однако авиаэксперт в ответ на вопрос Naked Science сообщил, что не было данных об оснащении ГЛОНАСС иностранных самолетов. Теоретически это потребует большего внимания и мастерства пилотов, а также может сказаться на работе диспетчеров.
Стоит также отметить, что при отключении GPS перестают корректно работать современные западные энергосистемы (вплоть до крупных блэкаутов), и ряд банкоматов. Поэтому любые неизбирательные попытки отключить или глушить GPS над Россией могут привести к неожиданным сложностям в соседних с ней западных странах. Могу заглохнуть даже некоторые станки (те, которые нельзя перемещать по договору поставки).
Мир будущего имени Альберта Эйнштейна
Пример с самолетами в израильском аэропорту, пожалуй, первый показательный случай, что было бы в мире без глобальных навигационных систем. Могут самолеты долетать и садиться без GPS? В целом да, ведь регулярные рейсы существовали задолго до появления спутниковой навигации. Но навигация позволяет уменьшить экипаж, увеличить пассажиропотоки, позволяет безопасно садиться и взлетать самолетам по несколько штук за минуту даже в не самых простых погодных условиях.
Спутниковая навигация — не просто удобство или точность. Это еще и скорость, возможность эффективно функционировать в мире, где нужно быстро перевозить миллиарды тонн грузов для миллиардов людей. Опытный летчик посадит самолет без GPS, таксист вспомнит былые навыки и найдет маршрут по картам, но спутниковая навигация сильно упрощает процесс и позволяет на порядок увеличить количество сотрудников, которые могут управлять такси и самолетом (при этом, естественно, разница в необходимой подготовке сохраняется).
ГЛОНАСС, GPS и тому подобное — самый массовый пример применения теории относительности, как мы уже отметили в начале этой статьи. Для определения точной локации необходимо не только получить сигнал от спутника и его местоположение. Нужно вычислить, сколько шел сигнал, а тут скорость света (с которой движутся радиоволны) оказывается не такой уж быстрой. Разница во времени между наблюдателем и системой отсчета, связанной со спутником, порождает ошибку в определении координат в десять километров в день. То есть без учета эффектов ОТО спутники GPS были бы бесполезны.
Но и этой беспрецедентной точности можно помочь. Технология A-GPS позволяет программам быстрее получать данные о траекториях спутников и повышает точность геопозиционирования до десятков сантиметров. Вышки дифференциальной коррекции GPS позволяют уменьшить погрешность до сантиметров. Это важно как для геодезистов, так и для многих современных технологий. Роботы-доставщики, дроны и другая новейшая робототехника часто не могут себе позволить ошибку на 10 см и при этом не всегда могут ориентироваться «по картинке». Например, автомобиль на автопилоте едет по разметкам и знакам. Но может оказаться в плохих погодных условиях или на дороге без разметки, и ему будут совершенно необходимы координаты от GPS. И он не может себе позволить ошибку в 2 метра (средняя точность GPS): например, в Австралии уже обсуждается опасность ошибки автопилотов из-за … дрейфа континента!
Вы себе даже не представляете, насколько ОТО связана с GPS. Одно из понятий теории относительности — интервал, в формуле которого связываются координаты, время и скорость света. В результате на практике мы не только можем измерять координаты, зная скорость света и время распространения сигнала, но и наоборот. В базовых станциях сотовой связи известны их точные координаты, и их местоположение используется для того, чтобы по спутникам очень точно отсчитывать время. Это нужно, чтобы правильно синхронизировать потоки информации в разных каналах и не допускать их наложения. То есть опять дело в скорости, в производительности и пропускной способности, которая необходима нашему миру, — для голосовой связи GPS на вышках сотовой связи был не нужен.
Поэтому мир без систем глобального позиционирования выживет, но будет мучительно пытаться их чем-то заменить, потому что они значительно его ускоряют, позволяют получить быстрый интернет, сервисы с низкой задержкой и даже на ожидание физических перемещений тратить меньше времени (правда, иногда курьер, которого вы так ждете, сумеет заблудиться даже с приложением-картой в смартфоне — но ГЛОНАСС в этом не виноват).
Так что глобальные спутниковые системы — проводники в мир будущего. Причем мирного.
Мир без глобальных систем позиционирования
Если системы GPS и ГЛОНАСС так легко заглушить, то зачем они военным? Противник может не иметь эффективных средств РЭБ, или маневры могут происходить на больших площадях, вдали от вражеских постановщиков помех. Поэтому спутниковая навигация все-таки пригодится. А шифрование сигнала и его обработка позволяют как минимум обнаружить влияние РЭБ и переключиться на альтернативные способы наведения.
Например, крылатые ракеты ориентируются по рельефу местности. Баллистические ракеты могут иметь звездный датчик ориентации (использовался еще со времен Р7) и уточнять маршрут по звёздам, как когда-то первые мореплаватели. Наконец, инерциальные системы не сходят со сцены, наоборот — совершенствуются, набираясь точности. Ведь карта мира хорошо известна, можно заранее рассчитать маршрут и с помощью гироскопов отслеживать правильность полета. Конечно, это получается не так прецизионно, как по GPS или ГЛОНАСС (сантиметровая точность не получится), но зато «отключить» такую систему навигации можно только вместе с ракетой.
Система межзвездной навигации
Мир геопозиционирования построен на теории Эйнштейна. А Россия тем временем строит уже межзвездную навигацию. В полутора миллионов километрах от нашей планеты работает российская обсерватория «Спектр-РГ». Она включает российский и немецкий телескопы, которые построили самую полную на данный момент карту неба в рентгеновском диапазоне.
Как уже рассказывал Naked Science, немецкий телескоп сейчас временно отключен, поэтому российские исследователи переключились на программу ART-XC Legacy Program. В частности, по ней российский рентгеновский телескоп ART-XC наблюдает миллисекундные рентгеновские пульсары. Скорее всего, это нейтронные звезды, активно поглощающие вещество из окружающего их аккреционного диска. Высокая интенсивность и стабильность периода излучения позволяют использовать их как «маяки». Ученые ИКИ РАН заявили, что на основе таких «маяков» научились определять положение аппарата в пространстве с точностью до десяти километров.
Десять километров для объекта, который находится в полутора миллионах километров от нас. Погоня за точностью выходит за пределы Земли!
«Яндекс» внедряет нейросетевые технологии с 2010-х годов — этому предшествовало много лет исследований в сфере машинного обучения. Со временем такие разработки сделали сервисы компании удобнее и быстрее: например, сегодня пользователи «Поиска» получают более подробные ответы на свои запросы, в которых могут комбинировать текст и изображение.
В России создают новые источники микроволнового излучения, изучают сложные квантовые эффекты в полупроводниках, исследуют свойства вещества при сверхвысоких давлениях и многое другое. В этом небольшом тексте мы не сможем затронуть все проводимые исследования в такой большой стране, как наша, и даже упомянуть все институты и университеты, которые ими заняты — но попробуем наметить основные тенденции.
О развитии отечественного приборостроения и перспективах российской микроэлектроники мы поговорили с Виктором Ивановым, член-корреспондентом РАН, директором Института квантовых технологий МФТИ
Американская лунная программа «Артемида» предусматривает экспедиции длительностью от нескольких дней до долгих недель и даже месяцев, но луномобиля для передвижения экипажа по поверхности спутника Земли на сегодня нет. Поэтому космическое агентство США продумывает план действий на случай, если астронавты окажутся далеко от базы и кто-то из них внезапно не сможет идти самостоятельно.
Сражались ли амазонки на территории нашей страны, как развивались первые крупные города и чем древний геном выносливее современного — об этом нам рассказал Харис Мустафин, заведующий лабораторией исторической генетики, радиоуглеродного анализа и прикладной физики МФТИ.
Последние полвека темпы развития науки снижаются. В быту это пока незаметно, потому что от фундаментального открытия до его реализации в технике проходят десятки лет. Но замедление длится слишком долго, то есть вскоре мы столкнемся с замедлением развития техники в целом. Naked Science решил дать перевод видео физика и популяризатора Сабины Хоссенфельдер на эту тему. Что же не так с современной наукой и можно ли что-то исправить?
Международная коллаборация физиков под руководством ученых из Йельского университета в США представила самые убедительные на сегодня подтверждения существования нового типа сверхпроводящих материалов. Доказательство существования нематической фазы вещества — научный прорыв, открывающий путь к созданию сверхпроводимости совершенно новым способом.
Обсерватории постоянно улавливают «мигающие» радиосигналы из глубин Вселенной. Чаще всего их источниками оказываются нейтронные звезды, которые за это и назвали пульсарами. Но к недавно обнаруженному источнику GLEAM-X J0704-37 они, по мнению астрономов, отношения не имеют.
Многие одинокие люди считают, что окружающие не разделяют их взглядов. Психологи из США решили проверить, так ли это на самом деле, и обнаружили общую особенность у людей с недостаточным количеством социальных связей.
2) Отключение европейской системы Galileo, что не равно американской GPS ни в одном месте.конечно, они же друг с другом враждуют, не обмениваются инфой, живут как кошка с собакой, совсем несхожи, подозревают друг друга в изменах, находятся во враждующих военных блоках (сарказм), вы на самом деле не понимаете или просто чтобы хоть что то сказать написали
Итого - ни в одной статье не говорится об отключении GPSАрмия США разрабатывает технологии на случай отключения GPS http://www.gisa.ru/119358.html" rel="nofollow ugc">
имеют GPS-маячкиГеолокационные датчики более подобающее название?
мне слишком смешноИ в чём же тут "клюква"? В том, что геолокационные датчики нынче стали до того миниатюрными, что помещаются не то что в мобильник, но даже и в часы? Или в том, что этими штуками можно оснастить не только технику, но и каждого пехотинца? Так я вам ещё смешнее сейчас скажу. Мы подобными средствами пользуемся на страйкбольных пострелушках. Всего-то нужны смартфоны для позиционирования, по планшету на команду для отслеживания своих бойцов и немножечко почти что совсем халявного софта.
"российскую шифросвязь, зависящую от вышек сотовой связи"Шифросвязь штука такая, что ей плохо живётся без ретрансляторов, а как не хватает своих ретрансляторов, так в ход идёт всё, что по форме номер восемь. В том числе и гражданские вышки. При этом совершенно не важно, российская эта шифросвязь или нет.И уже совсем для смеху — российские военные связисты имеют в своём распоряжении среди всего прочего передвижные ретрансляторы сотовой связи. Нероссийские, в основном, тоже.
В ней на ББМ и пехотинцах такое не стоит.Цахал смотрит на это смелое заявление слегка очень недоумевая. Рядом недоумевают их китайские коллеги. Да и подавляющее большинство современных армий тоже. Такое сейчас не стоит разве что у вооружённых сил маленькой, но голодной страны. И то, это не очень точно.
А вот НАТО так не делает. И не без причинЧто же это за причины?
"GPS-маячками" оснащены ББМТаки именно "GPS-маячками"(ц) или таки датчиками системы геолокации? А то они немного отличаются по назначению.
Но этого, разумеется, нетконечно, этого ничего нет. И 6-8 генералов убитых нет, благодаря связи такой. За месячишко какой-то. Это все придумано "там". Мы же с вами знаем, что "они" там все придумывают. Хотя уже на уровне батальона и выше даже в СССР уже была зас-связь (засекреченная). Были КШМ машины (командно-штабные). Если послушать канал такой связи, там бульканье шло, расшифровать было невозможно. Даже уже тогда, в 1986 году. Страшно подумать о прогрессе, проделанном росармией за это время. А еще они придумали, что у них 1 генерал всего лишь был убит, за 20 лет беспрерывных империалистических кумпаний. И то похоже сам умер. А у нас, знаете, что они придумали - за месяц - целых 6. или даже 8. И полковников немеряно - не меньше 20. Ох и врут....
Я начал понимать, как СССР развалилсяя тоже кое-что начал понимать. Нас на первых неделях учили соблюдать радиомолчание. Капитан Невский, помню, говорил - вылез в эфир без команды и без шифрования - и летит болванка. Но вам о деталях знать не нужно - вы выше всего этого, вы умнее этих людишек.
Спасибо, посмеялсяя тоже посмеялся, вы не умеете пользоваться даже доступной открыто информацией, г-н гуманитарий --- Начало цитаты ---Так, для организации адресного тылового снабжения — основы боевого применения войск в манёвренной войне армия США в Ираке использовала распределительную информационную систему МТС (Army’s Movement Tracing System). В этой системе на основе радиоизлучающих датчиков, стационарных и портативных сканеров, навигационной спутниковой системы GPS, беспроводного доступа и тактического Internet непрерывно отслеживается положение всех наземных подвижных объектов (танков, бронетранспортёров, БМП и т. п.) на всем иракском театре военных действий, от экипажей которых органы тыла получали запросы на поставку топлива, боеприпасов, запасных частей и других видов обеспечения. Всего в этой системе было задействовано около 4000 бортовых компьютеров и 100 серверов, работающих под Windows NT. Система МТС обошлась армии США в 418 млн долларов, полученных компаниями NSI Global inc. и Comtech Mobile Datacom Corp. за поставки необходимого оборудования в течение трёх лет. Конец цитаты
Вы реально не понимаете, что в описанной вами системе нет никаких наземных "маячков-GPS"?не знаю как у вас. У нас давно уже никто не мешает даже на автобусах эти маячки ставить. В яндекс-карте здорово видно, какой автобус подходит к остановке, чтобы по морозу не стоять.
Разумеется нет. Они существуют только и исключительно внутри головы людей, верящих информации ОБСразумеется концепция СВ утвержденная органами СыШиа, существует только в моей голове, язвительный вы наш. И разгром превосходящей армии Ирака ими тоже мною выдуман. И отхреначенная дистанционно Сербия.
Комментарии