Расія можа глушыць GPS. Навукоўцы прапанавалі альтэрнатывы, абаронка ўжо выкарыстоўвае некаторыя з іх, з часам яны могуць распаўсюдзіцца і на звычайнае жыццё

За апошнія дзесяцігоддзі GPS стаў настолькі звыклым, што яго працу мы амаль не заўважаем. Спадарожнікавая навігацыя патрэбная не толькі смартфонам і аўтамабілям. Ад яе залежаць авіяцыя, суднаходства, тэлекамунікацыі, электрасеткі і нават фінансавыя рынкі.

Але ў сістэмы ёсць прынцыповая слабасць: прыёмнік павінен атрымліваць радыёсігналы са спадарожнікаў. Іх можна заглушыць або падмяніць так, каб прылада паказвала няправільнае месца знаходжання.

Вайна ва Украіне прадэманстравала, наколькі ўразлівай можа быць спадарожнікавая навігацыя. Радыёэлектронныя перашкоды знізілі эфектыўнасць некаторых узбраенняў, якія арыентуюцца з дапамогай GPS, у тым ліку высокадакладных артылерыйскіх снарадаў Excalibur і ракетных сістэм HIMARS.

Але наступствы глушэння GPS адчуваюць ужо не толькі вайскоўцы. Паводле даных еўрапейскіх авіяцыйных органаў, з перашкодамі ў працы GPS сутыкаецца каля 40% паветранага руху ў Еўропе. Асабліва часта гэта адбываецца ва Усходняй Еўропе, раёне Чорнага мора і ўсходняй частцы Міжземнамор'я. Самалёты могуць губляць спадарожнікавы сігнал або атрымліваць ілжывыя каардынаты.

Таму распрацоўшчыкі ўсё часцей зыходзяць з простага прынцыпу: трэба быць гатовым да таго, што GPS у патрэбны момант не будзе. Альтэрнатывы яму апісала Financial Times.

Квантавы датчык

Адзін з найбольш незвычайных варыянтаў выпрабоўваюць з дапамогай квантавай фізікі.

У 2024 годзе над поўднем Англіі адбыўся эксперыментальны палёт брытанскага вайсковага самалёта. На борце знаходзілася прылада памерам прыкладна з чамадан, унутры якой атамы астудзілі да тэмпературы ўсяго на некалькі мільярдных доляў градуса вышэй за абсалютны нуль.

Астуджаныя амаль да абсалютнага нуля атамы надзвычай адчувальна рэагуюць на паскарэнне. Лазеры дазваляюць зафіксаваць нават вельмі малыя змены іх руху і па іх вызначыць паскарэнне самалёта. Ведаючы пачатковыя каардынаты, камп'ютар можа разлічваць, як змяняюцца хуткасць і становішча самалёта, і так вызначаць яго месца знаходжання без GPS.

Падобным чынам вызначае месца знаходжання і звычайная інерцыяльная навігацыя, якая выкарыстоўвае акселерометры і гіраскопы. Але невялікія памылкі вымярэння з часам назапашваюцца, таму разлічанае месца знаходжання ўсё больш адхіляецца ад сапраўднага. Квантавыя датчыкі дазваляюць рабіць такія вымярэнні значна дакладней. Пры гэтым сістэма працуе аўтаномна, таму заглушыць яе радыёперашкодамі, як GPS, немагчыма.

Пакуль, аднак, ёсць істотны недахоп — цана. Меркаваны кошт сістэмы амерыканскай кампаніі Infleqtion складае каля мільёна даляраў. Гэта прымальна для дарагога самалёта, карабля або падводнай лодкі, але не для таннага беспілотніка, які можа быць страчаны пасля аднаго вылету.

Квантавы магнітометр 

Іншы падыход заключаецца ў выкарыстанні квантавых магнітометраў. Гэтыя прыборы дазваляюць арыентавацца па магнітным полі Зямлі, не звяртаючыся да спадарожнікавых сігналаў.

Магнітнае поле не ўсюды аднолькавае. Невялікія мясцовыя адхіленні ствараюць своеасаблівы магнітны ландшафт, па якім пры наяўнасці дастаткова дакладнай карты можна вызначаць месцазнаходжанне.

Такую сістэму распрацоўвае канадскі стартап SBQuantum. Яе квантавы магнітометр вымярае невялікія змены магнітнага поля і супастаўляе іх з картай. Падобны прынцып арыентацыі ў прыродзе, як мяркуюць вучоныя, выкарыстоўваюць некаторыя пералётныя птушкі, марскія чарапахі і кіты.

Распрацоўшчыкі разлічваюць, што першае пакаленне сістэмы зможа вызначаць месца знаходжання з дакладнасцю прыкладна да 100 метраў на працягу ўсяго палёту. Яе меркаваны кошт — каля $25 тысяч. Такія цана і дакладнасць робяць тэхналогію патэнцыйна прыдатнай для вялікіх беспілотнікаў, самалётаў і аўтаномных падводных апаратаў, але для высокадакладных ракет і снарадаў такой дакладнасці недастаткова.

Навігацыя з дапамогай камер

Ёсць і значна больш просты спосаб зразумець, дзе знаходзіцца лятальны апарат: паглядзець на зямлю.

Камера здымае мясцовасць пад самалётам або беспілотнікам, а камп'ютар параўноўвае выяву з загадзя загружанымі картамі і спадарожнікавымі здымкамі.

Раней такая тэхналогія была даступная толькі для самых сучасных крылатых ракет. Цяпер яна стала дастаткова таннай, каб выкарыстоўваць яе і на беспілотніках.

Вяртанне тэхналогій мінулага

У пошуку альтэрнатывы GPS распрацоўшчыкі звяртаюцца не толькі да новых тэхналогій. Зноў запатрабаванымі становяцца і сістэмы, якія існавалі задоўга да спадарожнікавай навігацыі.

Вялікабрытанія, напрыклад, развівае сістэму eLoran з наземнымі радыёперадатчыкамі. Яна паходзіць ад сістэмы Loran, якая ўпершыню выкарыстоўвалася яшчэ падчас Другой сусветнай вайны, а пазней доўгі час дапамагала арыентавацца караблям.

Адна з пераваг eLoran — магутны наземны сігнал. Каб эфектыўна заглушыць або падмяніць яго, патрэбныя вялікія магутныя перадатчыкі, якія лягчэй выявіць. У маі брытанскі ўрад выдзеліў 6 мільёнаў фунтаў на далейшую распрацоўку eLoran.

Яшчэ адзін шлях — не адмаўляцца ад спадарожнікаў увогуле, а выкарыстоўваць іншыя іх групоўкі. Нізкаарбітальныя спадарожнікі, у тым ліку сістэмы Iridium і Starlink, могуць даваць мацнейшы сігнал, які складаней заглушыць.

Не адна сістэма, а некалькі

Усе гэтыя варыянты маюць свае перавагі і недахопы. Таму замест таго, каб шукаць адну паўнавартасную замену GPS, распрацоўшчыкі ўсё часцей спрабуюць аб'яднаць некалькі спосабаў навігацыі ў адной сістэме. Калі адзін з іх перастае працаваць, іншы можа яго падстрахаваць.

Напрыклад, нямецка-амерыканская кампанія Auterion распрацоўвае сістэмы для баявых беспілотнікаў, якія адначасова выкарыстоўваюць спадарожнікавую навігацыю, інерцыйныя датчыкі і накіраваную ўніз камеру. Яна бесперапынна параўноўвае выяву мясцовасці з лічбавымі картамі, таму пры праблемах са спадарожнікавым сігналам апарат можа арыентавацца іншым спосабам. Увесь такі комплекс павялічвае кошт беспілотніка на некалькі дзясяткаў тысяч долараў.

Падобны падыход ужо выкарыстоўваецца і ў сучасных крылатых ракетах. Апошнія версіі Tomahawk спалучаюць GPS з інерцыяльнай навігацыяй, арыентаваннем па рэльефе і супастаўленнем выяў мясцовасці. Калі адзін спосаб недаступны, яго можа замяніць іншы.

А 9 верасня амерыканская Sandbox AQ прадэманстравала яшчэ адну камбінацыю. На аднаразовым ударным беспілотніку Northrop Grumman выпрабавалі магнітную навігацыю на аснове квантавых датчыкаў разам з візуальнай.

Так мяняецца сам падыход да навігацыі. Калі раней GPS успрымаўся як сігнал, які будзе даступны заўсёды, то цяпер тэхніку ўсё часцей праектуюць з разлікам на тое, што ў патрэбны момант яго можа не быць.

• 1
• 0
• 0
• 0
• 0
• 0
• 0
• 0