Система GPS используется с 1995 года, и с тех пор не утихают дискуссии по поводу ее безопасности. Даже появление других глобальных навигационных спутниковых систем не закрыло вопрос о потенциальной уязвимости данной технологии.
США и другие крупнейшие страны мира использует GPS в гражданских и военных целях. На сайте американского правительства сказано, что почти все новые объекты военного назначения снабжены GPS. Один из самых ярких примеров использования спутниковой навигации в военных целях — операция «Буря в пустыне», которая была организована США. Благодаря спутниковому определению координат повысилась точность бомбардировок, эффективность поисково-спасательных работ. Через спутник стало проще организовать передвижение техники и сухопутных войск. С тех пор прошло 30 лет, но GPS до сих пор удерживает лидерство и используется при планировании военных операций.
Уязвимости GPS
В 2018 году в правительственном докладе Великобритании был поднят вопрос об уязвимости применения GPS-навигации для координации военных объектов. Военные сигналы GPS оснащены защитным M-кодом. Эта технология основана на том, что спутник отправляет сигнал в зашифрованном виде. Он недоступен обычным пользователям и может быть расшифрован только устройствами, которыми пользуются военные.
Зашифрованные сигналы передаются на более высокой мощности. Это препятствует их глушению и дает защиту от помех, которые могут быть случайными или намеренными. Аппараты спутниковой навигации расположены на высоте более 20 тысяч километров. После отправки мощность сигнала постепенно падает. Пока сигнал достигнет земли, он сильно ослабевает, поэтому его легко заглушить. К ухудшению приема сигнала приводят сложный рельеф местности, неблагоприятные погодные условия, наличие на участке крупногабаритных зданий и сооружений.
Развитие спутниковой навигации
Зная преимущества и недостатки систем спутниковой навигации, разные государства стремились усовершенствовать данную технологию и внедрить ее в повседневную жизнь. Великобританией был организован проект Marinav. Его цель — улучшение работы британской морской инфраструктуры, создание надежных PNТ для морских судов и портов. В рамках проекта велось исследование наземных технологий PNT. Их задача — определение точного местоположения судов при их приближении к порту с погрешностью не более 10 метров.
Специалисты изучали различные технологии навигации на большие территории. Одной из таких технологий стала eLoran. Это усовершенствованная модель системы радионавигации Loran, которая была создана еще в годы II мировой войны. Технология была основана на том, что скорость распространения радиоволн равна скорости света. Радиоимпульс передавался на частоте 90-110 кГц каждые 0.5 секунды. На каждой станции устанавливались два излучателя сигнала. Расстояние между ними — 10 морских миль. Если корабль расположен на одинаковых отрезках от обоих передатчиков, то прием импульсов происходил одновременно и они совпадали по фазе. Если судно находилось ближе к северному передатчику, то сигнал достигал приемника быстрее, чем от южного передатчика. Если рассчитать разницу во времени приема сигналов от северного и южного передатчиков, можно определить местоположение корабля относительно каждого излучателя сигнала. Зная расстояние между ними, можно построить график и рассчитать координаты судна. Местонахождение корабля будет там, где сойдутся оси северного и южного передатчиков.
Как менялась технология
К концу 2000-х на смену Loran пришла технология eLoran. Она задействует те же частоты, однако сама работа построена иначе. Для охвата территории используются три датчика вместо двух. Они установлены на определенном удалении. Излучатели в совокупности транслируют восемь импульсов, каждый с перерывом в миллисекунду. Импульсы от всех передатчиков должны передаваться на одинаковой частоте, а это значит, что не получится транслировать сигнал в один и тот же момент. Сначала первый передатчик отправляет свою группу сигналов, потом второй, третий. Задержка времени, которая возникает перед отправкой импульсов с разных излучателей, называется задержкой излучения. Она появляется после завершения цикла групповых сигналов, после чего передача импульсов возобновляется.
Разработчики системы eLoran из компании Hellen Systems отмечают, что данная технология по многим параметрам превосходит GPS. К примеру, при отправке сигнал GPS имеет мощность 48. 8 Вт. Когда он дойдет до земли, мощность очень сильно уменьшается. Она станет равна одной миллионной от одной миллиардной ватта. У eLoran импульсы в пять млн раз сильнее GPS. Благодаря использованию низких частот радиоимпульсы eLoran могут обходить препятствия. Импульсы проникают в сооружения, под землю или под воду. У передатчиков eLoran дальность действия составляет 1162 км. Чтобы покрыть территорию, равную площади Британии, достаточно установить пять передатчиков.
В настоящее время отключенные передатчики Loran есть во многих странах Европы. Законсервированные станции также имеются в США, Канаде, Корее, Индии и других государствах. Специалисты Hellen Systems подчеркивают, что устаревшая инфраструктура нуждается в обновлении. Это связано с новыми требованиями, которые предъявляются к антеннам в тех зонах, где нужна устойчивая PNT без использования спутниковой связи.
Европейское космическое агентство оценило перспективы применения eLoran на территории Европы. Данная система навигации рассматривается как альтернатива системам спутниковой навигации и дополнение PNT от Galileo. В то же время специалисты подчеркивают, что eLoran не может использоваться как единственно возможная технология. Она может стать частью мировой PNT, которая включает в себя разные виды навигационных систем. Такой подход обеспечивает эффективность и стабильность предоставления геопространственной информации.