Kodėl jūsų telefono GPS labai reikalingas didžiulis remontas


Moderniausia technologija, įskaitant išmaniuosius telefonus, veikia su GPS. Tačiau sistema gali būti labiau pažeidžiama dėl gedimų, nei manote. JAV trūksta atsarginės geografinės vietos nustatymo technologijos, o tai reiškia, kad gedimai ar trukdžiai gali būti katastrofiški. Rusija grasino sunaikinti GPS palydovų, o neseniai sugedę GPS signalai laikinai uždarė Dalaso oro uostą.

Laimei, įmonės imasi padėti apsaugoti GPS. „NextNav“ neseniai pasirašė susitarimą dėl naujos technologijos, vadinamos „TerraPoiNT“, teikimo, kuri naudojama kaip atsarginė GPS kopija, naudojant esamus LTE ir 5G tinklus. „TerraPoiNT signalas yra daugiau nei 100 000 kartų stipresnis nei GPS, o jo signalo šifravimas daro jį atsparesnį trukdymui ir klastojimui“, – interviu „Digital Trends“ sakė Ganeshas Pattabiraman, NextNav generalinis direktorius. Tai intriguojanti statistika ir žvilgsnis į tai, kaip galime (ir turime) apsaugoti GPS.

Kodėl GPS yra toks svarbus ir toks trapus

GPS žemėlapio duomenys iš Apple Watch Ultra ir Apple Watch Series 8, rodomi iPhone 14 Pro ir iPhone SE 2022.
GPS žemėlapio duomenys iš Apple Watch Ultra ir Apple Watch Series 8, rodomi iPhone 14 Pro ir iPhone SE 2022. Andy Boxall / Skaitmeninės tendencijos

GPS teikia padėties nustatymo, navigacijos, laiko nustatymo paslaugas, taip pat vietos nustatymo paslaugas mobiliesiems telefonams. Dėl plačiai paplitusio prieinamumo jis tapo pasauliniu pramonės ir infrastruktūros komponentu, pradedant nuo elektros tinklo iki 911 pagalbos tarnybų ir baigiant finansiniais sandoriais. Tačiau, pasak Pattabiramano, sistema yra „neįtikėtinai pažeidžiama“ trukdžių, įskaitant trukdžius ir klastojimą.

Samas Brownas, profesionalus radijo inžinierius, vedantis radijo dažnių tinklaraštį adresu OneSDRviename interviu teigė, kad GPS ryšio imtuvai dažnai sutrinka dėl lengvai įsigyjamų ir pigių trukdžių.

„Jukmeris skleis signalą, trukdantį priimti signalą, todėl GPS imtuvas negalės pateikti vietos informacijos“, – pridūrė jis.

Viename neseniai pateiktame pavyzdyje – problemos su GPS signalais dėl to skrydžiai buvo sustabdyti Dalaso/Fort Verto tarptautiniame oro uoste. Problema buvo atsekta dėl paslaptingo trukdžių šaltinio ir dviem dienoms uždarytas oro uostas.

Ankstų rytą Niuarko oro uosto nuotrauka.
Joe Maringas / Skaitmeninės tendencijos

Galimas užsienio kišimasis yra kita problema. Rusija gyrėsi, kad gali pasitraukti palydovai, teikiantys mūsų GPS.

„Toks incidentas, kaip didelis saulės pliūpsnis ar žala komerciniams palydovams, gali panaikinti daugybę esminių paslaugų, kuriomis pasitikime kiekvieną dieną“, – sakė Pattabiramanas. „Štai kodėl JAV federalinė vyriausybė pripažino, kad svarbu įdiegti alternatyvias PNT technologijas, kad būtų užtikrintas GPS atsparumas, įskaitant vykdomąjį įsakymą „įtraukti viešąjį ir privatų sektorių nustatyti ir skatinti atsakingą PNT paslaugų naudojimą“.

Alexas Damato, laikinai einantis pramonės grupės GPS inovacijų aljanso vykdomąjį direktorių, interviu sakė, kad jo organizacija laikosi neutralios technologinės pozicijos, kai kalbama apie atsarginius GPS sprendimus.

Tačiau jis sakė, kad GPSIA sutinka, kad „geriausia strategija, norint pasiekti atsparią PNT paslaugą, yra naudoti kelias technologijas, skatinančias PNT funkcijų įvairovę“. Taip pat labai svarbu, kad atsarginių kopijų sprendimai galėtų pasiūlyti lygiavertes galimybes ir našumo lygį, prilygstantį GPS technologijoms, ir būtų grindžiami kiekvieno pramonės sektoriaus PNT reikalavimais, o ne vyriausybės mandatais.

Dešimtmečius kuriama problema

Lockheed Martin GPS-III-On Orbit
Lockheed Martin

Dalis problemų, susijusių su GPS, kyla dėl jos dizaino kaip Šaltojo karo relikto. GPS buvo sukurtas kariniam naudojimui konflikto zonose, kur nebuvo prieinami civiliniai tinklai – šaudyti raketas tūkstantį mylių per viršutinius atmosferos sluoksnius arba padėti pilniems lėktuvų vežėjams kirsti vandenyną, interviu sakė Timas Sylvesteris, „Integrated Roadways“ įkūrėjas ir generalinis direktorius. Jis niekada nebuvo skirtas padėti pėstiesiems ir transporto priemonėms orientuotis ramiose miesto vietose.

“Šis dizaino ir naudojimo neatitikimas reiškia, kad GPS turi keletą reikšmingų trūkumų, tokių kaip mažas tikslumas ir didelis delsimas”, – sakė Sylvesteris. Šie iššūkiai yra GPS signalų, gaunamų iš palydovų, esančių už tūkstančių mylių, rezultatas, o trūkumai yra fizikos pasekmė, kurios neįmanoma ištaisyti.

GPS turi savo trūkumų naujos kartos savarankiškai važiuojantys automobiliai. Mažas GPS tikslumas reiškia, kad negalite efektyviai jo naudoti norėdami sužinoti, kurioje eismo juostoje kas nors yra, o tai yra didelė problema vairuojant, o didelė delsa reiškia, kad jūsų padėties informacija pablogėja, kai judate greitai, o tai taip pat yra didelė problema vairuojant, sakė Sylvesteris. Kadangi GPS ateina iš už tūkstančių mylių, miesto zonose, kuriose yra daug aukštų pastatų, tikslumas dar blogesnis, nes aukšti pastatai blokuoja palydovus, kurie nėra tinkamoje padėtyje, kad galėtų perduoti pro pastatus.

Naujos kartos Apple CarPlay sąsaja.
Apple

„Šie apribojimai visiškai prieštarauja GPS naudojimui prijungtose ir autonominėse transporto priemonėse, kurioms reikalingas didelis tikslumas, mažas delsimas ir patikimas veikimas tankiose miesto vietose, atsižvelgiant į tai, kaip tankios miesto zonos yra ten, kur vyksta visas eismas“, – sakė Sylvesteris. „Kaip laikraščius pakeitė internetinės naujienos, GPS buvo puikus atspirties taškas, tačiau laikas jį apeiti. Tiesą sakant, dauguma programų jau nepaiso GPS ir tyliai pakeičia jį alternatyvomis, tokiomis kaip „Bluetooth“, tačiau dažniausiai tai slepiama nuo vartotojo, nes vartotojui rūpi gera paslauga, o ne tai, kaip jie ją gauna.

Dėl ateinančios autonominių transporto priemonių bangos gali prireikti geresnės vietos nustatymo sistemos. Sylvesteris teigė, kad perspektyviausia GPS alternatyva prijungtoms ir autonominėms transporto priemonėms vadinama APNT. PNT reiškia „pozicija, navigacija, telemetrija“. Priklausomai nuo to, ko klausiate, „A“ gali reikšti pagalbinius, papildytus, užtikrintus, alternatyvius ar kitus beveik sinonimus terminus.

APNT yra integruotas į vietinę infrastruktūrą, įskaitant ląstelių antenas, „Bluetooth“ švyturius, „Wi-Fi“ ar kitas „alternatyvias“ priemones, skirtas padėties, navigacijos ir transporto priemonės telemetrijos gavimui.

„Šie metodai buvo sujungti per pastaruosius 15 metų, naudojant išmaniųjų telefonų komponentų ir lengvai prieinamų ryšio metodų derinį, ir nors jie puikiai tinka turistams, tarptinkliniame Market Street arba Times Square ir bandantiems susekti sumuštinį, kurio kaina yra mažesnė nei 30 USD, ad hoc prigimtis reiškia, kad jais negalima pasikliauti savarankiškumu“, – sakė Sylvesteris.

„Integrated Roadways“ kuria „Smart Pavement“, kuri APNT galimybes sukuria tiesiai į kelią, naudodama didelio tikslumo kelyje jutiklius ir palaiko itin mažo vėlavimo kraštų tinklą, „kad bet koks kelias, atnaujintas naudojant Smart Pavement APNT galimybės, reikalingos sujungtoms ir autonominėms transporto priemonėms, įmontuotoms į važiuojamąją dalį ir nuo pat pradžių suprojektuotos kaip patikimas, saugus, saugus, pramoninės kokybės tinklas, suteikiantis funkcijas, kurių reikia naujos kartos mobilumo poreikiams“, – sakė Sylvesteris.

Kur mes einame po GPS?

Asmuo, laikantis „iPhone 14“, ieško avarinio SOS palydovo.
Apple

„NextNav“ sistema nėra vienintelė GPS atsarginė kopija. Maxas Perezas, „ColdQuanta“ tyrimų ir saugumo sprendimų viceprezidentas, interviu sakė, kad kvantinės padėties nustatymo sistemos (QPS) gali būti GPS alternatyva. Kvantinės savybės maitina padėties nustatymo sistemą ir, skirtingai nei GPS, QPS nereikalauja nuolatinio kalibravimo su išoriniais signalais.

„QPS turi žinoti tik savo pradinį tašką, kad veiktų, ir gali apskaičiuoti, kaip greitai jis važiavo, kiek laiko ir kokia kryptimi, kad nustatytų dabartinę padėtį“, – sakė Perezas. „Kvantinės padėties nustatymo sistemos (QPS) padidintų GPS visame pasaulyje, nes siūlo žymiai pagerintą navigacijos saugumą. QPS naudojimo atvejai apima orlaivių, povandeninių laivų, autonominių automobilių ir kt. navigaciją. QPS pranašumai, palyginti su GPS, yra tikslumas, nepasitikėjimas palydovu, naudojimas patalpose ir mažesnis įsilaužimo pažeidžiamumas.

Damato teigė, kad GPS pramonė sparčiai diegia naujoves ir kuria sprendimus, kurie daro GPS tikslesnį ir atsparesnį. Šie sprendimai apima GPS imtuvus, šiuos GPS signalus siunčiančius palydovus ir antžeminį valdymo segmentą, kuris seka ir stebi GPS veikimą.

„Smarkiai vykdomas didelis GPS žvaigždyno modernizavimas, kurį užbaigus bus pristatyta daugybė naujų palydovų, kurie užtikrins žymiai didesnį tikslumą ir padidins apsaugos nuo trukdžių galimybes“, – pridūrė jis.

Redaktorių rekomendacijos