Чому GPS є критично важливим для вашого смартфона – і відчайдушно потребує капітального ремонту

Більшість сучасних технологій, в тому числі смартфони, працюють на GPS. Але система може бути більш вразливою до збоїв, ніж ви думаєте. США не мають резервної технології геолокації, а це означає, що перебої в роботі або перешкоди можуть мати катастрофічні наслідки. Росія погрожувала знищити супутники GPS, а нещодавно несправні сигнали GPS тимчасово закрили аеропорт Далласа.

• Чому GPS така важлива і така вразлива
• Проблема десятиліттями назрівала
• Куди ми підемо після GPS?

На щастя, компанії вступають в гру, щоб допомогти захистити GPS. Компанія NextNav нещодавно підписала угоду про надання нової технології під назвою TerraPoiNT, яка слугує резервним варіантом для GPS, використовуючи існуючі мережі LTE і 5G. “Сигнал TerraPoiNT більш ніж в 100 000 разів сильніший за GPS, а шифрування сигналу робить його більш стійким до перешкод і підробок”, – сказав Ганеш Паттабіраман, генеральний директор NextNav, в інтерв’ю Digital Trends. Це інтригуюча статистика – і погляд на те, як ми можемо (і повинні) захищати GPS.

Чому GPS така важлива і така вразлива

GPS надає послуги з позиціонування, навігації, визначення часу, а також послуги з визначення місцезнаходження для мобільних телефонів. Її широке розповсюдження зробило її глобальною утилітою, невід’ємною частиною промисловості і інфраструктури, від електромереж до служби порятунку 911 і фінансових операцій. Але, за словами Паттабірамана, система “неймовірно вразлива” до втручань – в тому числі до глушіння і підміни.

• Забудьте про AirPods – ось чому я використовую навушники Samsung зі своїм iPhone
• Супутниковий зв’язок в iPhone 14: як це працює, скільки коштує і не тільки
• iOS 16.2 вже тут, додаючи Apple Music Sing (плюс багато іншого) на ваш iPhone

Сем Браун, професійний радіоінженер, який веде радіочастотний блог на OneSDR, сказав в інтерв’ю, що приймачі GPS-зв’язку часто виводяться з ладу за допомогою легкодоступних і дешевих глушилок.

“Глушилка буде випромінювати сигнал, який перешкоджає прийому сигналу, і в результаті GPS-приймач не зможе надавати інформацію про місцезнаходження”, – додав він.

В одному з нещодавніх прикладів проблеми з сигналами GPS призвели до затримки польотів в міжнародному аеропорту Даллас/Форт-Ворт. Проблема була пов’язана з таємничим джерелом перешкод і призвела до закриття аеропорту на два дні.

Потенційне іноземне втручання є ще одним питанням. Росія хвалиться, що може вивести з ладу супутники, які забезпечують наш GPS.

“Такий інцидент, як великий сонячний спалах або пошкодження комерційних супутників, потенційно може вивести з ладу численні важливі послуги, на які ми покладаємося кожного дня”, – сказав Паттабіраман. “Саме тому федеральний уряд США визнав важливість впровадження альтернативних PNT технологій для забезпечення стійкості GPS, в тому числі через виконавче розпорядження про “залучення державного і приватного секторів до визначення і сприяння відповідальному використанню послуг PNT”.

Алекс Дамато, виконуючий обов’язки виконавчого директора галузевої групи GPS Innovation Alliance, заявив в інтерв’ю, що його організація дотримується технологічно нейтральної позиції, коли йдеться про резервні рішення GPS.

Проте, за його словами, GPSIA погоджується з тим, що “найкращою стратегією для досягнення стійкості служби PNT є використання різних технологій для забезпечення різноманітності у функціях PNT”. Важливо також, щоб рішення для резервного копіювання мали еквівалентні можливості і рівень продуктивності на рівні з технологіями GPS і визначалися вимогами PNT кожного сектору промисловості, а не урядовими мандатами.

Проблема десятиліттями назрівала

Частина проблем з GPS пов’язана з тим, що вона була розроблена як пережиток холодної війни. GPS була розроблена для військового використання в зонах конфліктів, де цивільні мережі були недоступні – для стрільби ракетами на тисячу миль через верхні шари атмосфери або для допомоги перевізникам, переповненим літаками, перетинати океан, сказав в інтерв’ю Тім Сильвестр, засновник і головний виконавчий директор компанії Integrated Roadways. Він ніколи не призначався для навігації пішоходів і транспортних засобів у мирних міських районах.

“Ця невідповідність між дизайном і використанням означає, що GPS має кілька суттєвих недоліків, таких як низька точність і висока затримка”, – сказав Сильвестр. Ці проблеми є наслідком того, що сигнали GPS надходять від супутників, розташованих за тисячі кілометрів, і ці недоліки є наслідком фізики, яку неможливо виправити”.

GPS має свої недоліки, коли мова йде про нове покоління безпілотних автомобілів. Низька точність GPS означає, що ви не можете ефективно використовувати її, щоб дізнатися, на якій смузі руху знаходиться хтось інший, що є великою проблемою під час водіння, а висока затримка означає, що інформація про ваше місцезнаходження погіршується, коли ви швидко рухаєтеся, що також є великою проблемою під час водіння, сказав Сильвестр. Оскільки GPS надходить за тисячі кілометрів, у міських районах з великою кількістю високих будівель точність ще гірша, тому що високі будівлі блокують супутники, які не знаходяться у правильному положенні, щоб передавати сигнали повз будівлі.

“Ці обмеження повністю суперечать використанню GPS для підключених та автономних транспортних засобів, які потребують високої точності, низької затримки та надійної роботи у щільних міських районах, адже саме там зосереджений весь транспортний потік”, – сказав Сильвестр. “Подібно до того, як газети були замінені онлайн-новинами, GPS був чудовим кроком вперед, але настав час рухатися далі. Насправді, більшість додатків вже ігнорують GPS і спокійно замінюють його альтернативами, такими як Bluetooth, але це зазвичай приховано від користувача, тому що користувачеві важливий хороший сервіс, а не те, як він його отримує”.

Майбутня хвиля автономних транспортних засобів може вимагати кращої системи визначення місцезнаходження. Сильвестр сказав, що найбільш перспективною альтернативою GPS для підключених та автономних транспортних засобів є APNT. PNT розшифровується як “позиція, навігація, телеметрія”. Залежно від того, кого ви запитаєте, “А” може означати assisted, augmented, assured, alternative або інші близькі до синонімів терміни.

APNT вбудовується в місцеву інфраструктуру, включаючи антени стільникового зв’язку, Bluetooth-маяки, Wi-Fi або інші “альтернативні” засоби для позиціонування, навігації і отримання телеметрії транспортних засобів.

“Ці методи були розроблені протягом останніх 15 років з використанням комбінації компонентів смартфонів і легкодоступних методів зв’язку, і хоча вони чудово підходять для туристів, які блукають Маркет-стріт або Таймс-сквер, намагаючись відстежити сендвіч, який коштує менше 30 доларів, їх спеціальний характер означає, що на них не можна покладатися в плані автономності”, – сказав Сильвестр.

Integrated Roadways розробляє технологію Smart Pavement, яка вбудовує можливості APNT безпосередньо в дорогу, використовуючи високоточні дорожні датчики, і підтримується прикордонною мережею з наднизькою затримкою, “так що будь-яка дорога, модернізована за допомогою Smart Pavement, має всі можливості APNT, необхідні для підключених і автономних транспортних засобів, вбудованих в проїжджу частину і спроектованих з нуля як надійна, безпечна, захищена мережа промислової якості, що забезпечує функції, необхідні для потреб мобільності наступного покоління”, – сказав Сильвестр.

Куди ми підемо після GPS?

Система NextNav не є єдиним варіантом для заміни GPS. Макс Перес, віце-президент з досліджень і рішень в області безпеки ColdQuanta, сказав в інтерв’ю, що квантові системи позиціонування (QPS) мають потенціал, щоб служити альтернативою GPS. Квантові властивості забезпечують роботу системи позиціонування, і на відміну від GPS, QPS не вимагає постійного калібрування за допомогою зовнішніх сигналів.

“Для роботи QPS потрібно лише знати свою вихідну точку і вона здатна розрахувати, як швидко вона рухалася, як довго і в якому напрямку, щоб визначити своє поточне місцезнаходження”, – сказав Перес. “Квантові системи позиціонування (QPS) доповнять GPS у всьому світі, оскільки вони пропонують значно покращену безпеку навігації. Сфери застосування QPS включають навігацію для літаків, підводних човнів, автономних автомобілів тощо. Переваги QPS над GPS включають точність, відсутність залежності від супутників, використання всередині приміщень і меншу вразливість до хакерських атак”.

Дамато зазначив, що індустрія GPS швидко впроваджує інновації, розробляючи рішення, які роблять GPS більш точним і стійким. Ці рішення включають GPS-приймачі, супутники, які доставляють ці GPS-сигнали, і наземний сегмент управління, який відстежує і контролює роботу GPS.

“Наразі триває масштабна модернізація сузір’я GPS, після завершення якої з’являться десятки нових супутників, що забезпечать значно вищу точність і підвищену стійкість до перешкод”, – додав він.

Рекомендації редакції

• Ця прихована функція iOS 16 перетворила мій iPhone в ідеальний гаджет для пошуку музики
• Функції безпеки iPhone 14 попереджають рятувальників після падіння в каньйон
• Tidal дає бета-тестерам функцію живого діджея
• Apple Music Sing приносить караоке-пісні на iPhone, Apple TV
• Найінноваційніші смарт-годинники та девайси 2022 року

• Кібербезпека
• Спеціальні функції

Source: digitaltrends.com