Bütün dünyanı bir düymə ilə söndürün: GPS işini dayandırsa nə olar

Peyk naviqasiyası müasir dünyanın işləməsinə cavabdehdir. Bir çoxumuz onun istifadəsinin bütün (çoxsaylı!) variantlarından belə xəbərdar deyilik. Eyni zamanda, bu sistem çox həssasdır - və nə qədər həssasdırsa, bir o qədər inkişaf etmiş olur. Bir şey olarsa, onu nə əvəz edə bilər? deyir Hava qüvvələri.

Şəkil: Shutterstock

2019-cu ilin yayında Təl-Əvivdəki Ben Gurion hava limanında GPS sistemində birdən-birə problemlər yaşandıqda, yalnız hava hərəkəti nəzarətçilərinin bacarığı ciddi qəzaların qarşısını aldı. İsrail Müdafiə Qüvvələrinə görə, üç həftə uçuşlar üçün çətinlik yaradan müdaxilə, Rusiyanın Suriyada istifadə etdiyi elektron müharibə avadanlığının işindən irəli gəldi.

İsrail beynəlxalq hava limanı ilə əlaqəli olaraq, bu, təbii ki, istənilmədən baş verdi, lakin GPS kimi hamının bildiyi qlobal mövqeləşdirmə sistemindəki bu cür uğursuzluqların nə qədər təhlükəli ola biləcəyini göstərir.

“Biz getdikcə daha çox başa düşürük ki, GPS qorunmalı, gücləndirilməli və genişləndirilməlidir,” Ostindəki Texas Universitetinin (ABŞ) peyk rabitə sistemləri mühəndisi Todd Humphreys deyir.

Gündəlik işlərin çoxu indi GPS-dən asılıdır.

Ən sadə formada sistem bizə GPS qəbuledicisinin planetin harada yerləşdiyini dəqiq deyir - günün və ya gecənin istənilən vaxtında. Belə qəbuledicilərə mobil telefonlarımızda və avtomobillərimizdə rast gəlinir. Onlar bir növ müasir mayak rolunu oynayaraq gəmilərə qayalıqlar və çətin kanallar arasında marşrutla hərəkət etməyə imkan verir.

Təcili yardım xidmətləri problemdə olanları tapmaq üçün GPS və analoji milli sistemlərə (Rusiyanın QLONASS, Avropanın Galileo və ya Çinin Beidou sistemləri kimi) etibar edir.

Və burada hər kəsin bilmədiyi bir tətbiq var: limanlar peyk naviqasiyası olmadan işləyə bilməyəcək, çünki kranlarının doğru konteyner tapmaq üçün GPS-ə ehtiyacı var.

Peyk naviqasiya sistemləri malların və xidmətlərin dəqiq və vaxtında çatdırılmasına kömək etməklə logistik əməliyyatlarda mühüm rol oynayır. Bu sistemlər olmasaydı, mağaza rəfləri tez boşalardı və qiymətlər yüksələrdi.

Tikinti sənayesi tikinti sahələrini araşdırmaq üçün GPS-dən istifadə edir, balıqçılar isə ciddi balıqçılıq qaydalarına riayət etmək üçün ondan istifadə edirlər.

Bununla belə, GPS, hər hansı digər peyk naviqasiyası kimi, yalnız dəqiq yeri deyil, həm də dəqiq vaxtı müəyyən edir. Siqnalları sinxronlaşdırmaq üçün ultra dəqiq atom saatlarından istifadə edən Yer orbitində 30 peyk var. Bu peyklər istifadəçilərə saniyənin 100 milyardda biri qədər vaxtı təyin etməyə kömək edir.

Bütün mobil şəbəkələr yer stansiyalarını sinxronizasiya etmək üçün GPS vaxtından istifadə edir və maliyyə qurumları və banklar əməliyyatlarında ona etibar edirlər.

Gördüyünüz kimi, peyk naviqasiyası olmadan həyatımız sadəcə dayanacaqdı. Ancaq eyni GPS-i əvəz edə biləcək bir şey varmı? Onsuz edə bilərdikmi?

İngiltərə hökumətinin sifarişi ilə London İqtisadiyyat Məktəbinə görə peyk naviqasiyası olmadan yalnız beş gün ölkəyə 5,1 milyard funt sterlinqdən (6,5 milyard dollar) çox mal olacaq.

GPS sisteminin sıradan çıxması səbəbindən Amerika iqtisadiyyatı, ekspertlərin fikrincə, gündə bir milyard dollar itirəcək və əgər bu, aprel və may aylarında fermerlərin əkin apardığı zaman baş verərsə, o zaman gündə bir milyard yarıma qədər itirəcək.

Və yenə də GPS qüsurları təəccüblü dərəcədə tez-tez olur. Hərbi hissə tez-tez dünyanın bəzi yerlərində yeni texnika sınaqdan keçirilərkən və ya təlimlər keçirilərkən günahkar olur. ABŞ hökuməti də mütəmadi olaraq peyk siqnallarının itməsinə gətirib çıxaran sınaq və məşqlər keçirir. Bəzi texniki problemlər peyk sistemlərinin işinə də təsir göstərir.

Əlbəttə ki, GPS-dən əlavə, yuxarıda qeyd etdiyimiz digər oxşar sistemlər də var - onların hamısı GPS ilə eyni əsasda işləyir. Eyni zamanda texnologiyanın inkişafı ilə kiminsə bu sistemlərin işinə mane olması və qəsdən müdaxilə yaratması, hətta onu tamamilə söndürməsi ehtimalı da artır.

Hərbiçilər bundan xüsusilə narahatdırlar, deyir Kral Naviqasiya İnstitutunun tədqiqatçısı və digər şeylər arasında peyk naviqasiya sistemlərindəki sinxronizasiya problemləri ilə məşğul olan İngiltərənin Chronos Technology şirkətinin qurucusu professor Charlie Curry.

Hərbçilərin narahat olacağı çox şey var. Peyk naviqasiyası əvvəlcə Pentaqon tərəfindən işlənib hazırlanmışdır və indi döyüş gəmilərindən tutmuş müşahidə dronlarına, ağıllı bombalardan tutmuş piyadalara qədər hər şeydə istifadə olunur. Və bu sistem təhlükə altındadır.

GPS tıxaclarını onlayn almaq asandır. Cinayətkarlar onlardan başqa kimin əziyyət çəkə biləcəyinə əhəmiyyət vermədən oğurlanmış avtomobillərin izləmə sistemlərini söndürmək üçün istifadə edə bilərlər.

Mövzu haqqında: 5 ən böyük və ən bahalı texnoloji başlanğıc uğursuz oldu

Ancaq daha ciddi təhlükələr var.

Humphreys xəbərdarlıq edir: "GPS peyklərinin bütün şəbəkəsinin müharibənin başlanğıcı, kritik bir infrastruktur parçasına, ABŞ iqtisadiyyatına hücum kimi əlil ola biləcəyi ilə bağlı uzaq bir təhlükə var".

Ancaq təbiət qüvvələri eyni dərəcədə təhlükəli ola bilər. Sözügedən Carrington hadisəsi, 1859-cu ildə qeydə alınan tarixin ən güclü geomaqnit fırtınası, mövcud GPS peyk şəbəkəsini sıradan çıxara bilər.

Beləliklə, GPS və onun peyk bacıları birdən uğursuz olarsa, hansı alternativlərimiz var? Dünyamızın yenidən işləməyə başlamasına nə kömək edəcək?

Mümkün ehtiyat sistemlərdən biri, İkinci Dünya Müharibəsi zamanı Atlantik okeanından keçən Müttəfiq gəmilərinin naviqasiyasına kömək etmək üçün hazırlanmış yerüstü radionaviqasiya sisteminin LORAN (Uzun Menzilli Naviqasiya) yeni versiyasıdır. Onlar peyklərin əvəzinə radionaviqasiya siqnallarını ötürən 200 metr hündürlüyündəki dirəklərdə antenalara malik yerüstü ötürücülərdən istifadə edirdilər.

Başlanğıcda, LORAN bir neçə mil məsafədə dəqiq idi, lakin 1970-ci illərdə yerləri bir neçə yüz metr dəqiqliklə təmin edə bildi.

2000-ci illərdə, GPS LORAN-ı lazımsız hala gətirəndə, vericiləri İngiltərə və digər ölkələrdə sökülmüş, lakin eLoran kimi tanınan müasir versiyası GPS qədər dəqiq ola bilər. Qabaqcıl ötürücü və alıcılardan və diferensial bərabərləşdirmə deyilənlərdən istifadə edir.

Bu versiyanın yeri 10 m və ya daha yaxşı dəqiqliklə müəyyən etməyə qadir olduğu deyilir. GPS-dən fərqli olaraq, onun siqnalları bina divarlarına və tunellərə nüfuz edə bilər, çünki sistem peyk siqnallarından daha çox güclə daha aşağı tezlikdən istifadə edir.

eLoran-ın siqnallarına müdaxilə etmək daha çətindir və o, həssas peyklərə etibar etmir. Yeganə problem odur ki, kimsə onun yerləşdirilməsini maliyyələşdirməlidir.

"eLoran naviqasiyada bütün boşluqları dolduracaq böyük texnologiyadır" deyir Humphreys. "Əgər onu yerləşdirmək və işlək vəziyyətdə saxlamaq üçün ciddi niyyətlər varsa."

Əlavə infrastruktur tələb etməyən başqa yanaşmalar da var. Radionun ixtirasından çox əvvəl dənizçilər günəşi və ulduzları izləyərək okeanda yol tapırdılar - onların coğrafi koordinatlarını öyrənmək üçün Günəşin və üfüqdən yuxarı olan digər kosmik obyektlərin hündürlüyünü müəyyən etmək üçün sekstantdan istifadə edirdilər.

Ulduzların naviqasiyası bu gün də canlıdır. Siz təəccüblənə bilərsiniz, lakin American Trident kimi ballistik raketlər hələ də uçuşda bu növ naviqasiyadan istifadə edir.

Ulduzlar planetdəki yerinizi yüz metr dəqiqliklə təyin etməyə kömək edəcək. Amma Amerikanın Draper Laboratory şirkəti Skymark adlı yeni nəsil ulduz naviqasiya sistemini hazırlayıb - o, peykləri, İSS-i və Yer ətrafında fırlanan digər obyektləri (ulduzlardan əlavə) izləmək üçün kiçik avtomatik teleskopdan istifadə edir.

İndi belə sürətlə hərəkət edən obyektlər çox olduğundan, Skymark "yavaş" ulduzlarla mümkün olduğundan daha böyük dəqiqliyə nail ola bilər.

Skymark görünən Yer peyklərinin verilənlər bazasından istifadə edir - həm işçi, həm də kosmik zibil. Yaradıcılar sistemin dəqiqliyinin 15 metr olduğunu iddia edirlər ki, bu da GPS-in nəticələrinə yaxındır.

Bəzən dəqiqlik daha da yüksək ola bilər, lakin eyni zamanda görünən peyklərin sayından, ölçülərindən asılıdır, Draper-dən Benjamin Lane vurğulayır.

Skymark-ın mənfi cəhətlərindən biri onun aydın səmada işləməsidir. Təbii ki, buludlardan və dumandan daha asan keçən infraqırmızı şüalardan istifadə kömək edir, amma çox deyil. Şimal və cənub yarımkürələrinin qalın buludların olduqca yaygın olduğu bəzi bölgələrində sistem o qədər də faydalı deyil.

Bəlkə də effektiv istifadənin başlanğıcına yaxın sürəti, hərəkət istiqamətini təyin etmək və mövqeyi hesablamaq üçün akselerometrlər və giroskopik cihazlardan istifadə edən inertial naviqasiya.

Bu sistemin bəzi əsas versiyaları artıq istifadə olunur. “Avtomobiliniz tuneldə itəndə və siz GPS siqnalını itirəndə, sizə rəhbərlik etməyə davam edən inertial naviqasiyadır,” Karri izah edir.

Bu naviqasiya ilə bağlı problem ondadır ki, onun "sürüşməsi" var - səhvlər yığıldıqca hesablanmış mövqe getdikcə daha az dəqiq olur, buna görə də avtomobilinizdə olan inertial naviqator yalnız GPS siqnalının itirilməsinin qısa müddətində faydalıdır.

"Sürüşmə" problemi mövcud cihazlardan minlərlə dəfə daha həssas olan kvant sensorları ilə aradan qaldırılacaq.

Fransız şirkəti iXBlue onlardan GPS-ə dəqiqliklə rəqib olan bir cihaz yaratmaq üçün istifadə edir və Londonun İmperial Kollecinin alimləri M Squared-dəki lazer mütəxəssisləri ilə birlikdə 2018-ci ildə portativ kvant akselerometrinin prototipini nümayiş etdirdilər.

Bu cür kvant sensorlar hələ də yalnız laboratoriyalarda mövcuddur və bunların tam bir məhsula çevrilməsinə illər lazımdır.

Ancaq yerdəki işarələri istifadə etmək üçün video kameralardan istifadə edən optik naviqasiya sistemi (məsələn, binalar və ya yol qovşaqları) yaxın zamanda istifadəyə verilə bilər. İlk versiya, Digital Scene Matching (ərazinin radar ekranının bir istinad xəritələşdirmə proqramı ilə əlaqəsi), idarəolunan (qanadlı) raketlər üçün hazırlanmışdır.

Mövzu haqqında: Seçim və qorxu illüziyası: texnologiya istehsalçıları bizi necə manipulyasiya edir

Scientific Systems tərəfindən ABŞ Hərbi Hava Qüvvələri üçün yaradılmış ImageNav təyyarələr üçün təkmilləşdirilmiş optik naviqasiya sistemidir. Mövqeyi müəyyən etmək üçün o, ərazi məlumat bazasına daxil olur və onu videokameralardan alınan məlumatlarla müqayisə edir. ImageNav müxtəlif təyyarələrdə uğurla sınaqdan keçirilib, lakin o, məsələn, özü idarə olunan avtomobillər üçün uyğun ola bilər.

İsveç şirkəti Everdrone bu yaxınlarda GPS olmadan ilk dron çatdırılmasını həyata keçirdi. Onların sistemi optik naviqasiyanın (yerdəki mənzərənin nə qədər tez dəyişdiyinə görə sürəti ölçmə) və yerdəki obyekt identifikasiyasından istifadə edərək GPS dəqiqliyi ilə nöqtədən nöqtəyə marşrut hazırlayır.

Əlbətdə ki, bu metod bir çox cihaz yaddaşı və tez-tez yenilənmə tələb edən ərazi şəkillərinin tam və dəqiq bazasına əsaslanır.

Böyük Britaniyada Milli Saat Mərkəzi proqramı hazırlanır - vaxtın sinxronizasiyası məsələsində GPS sistemini dəstəkləmək üçün nəzərdə tutulmuş dünyada ilk milli xidmət.

2025-ci ildə təqdim edildikdə, İngiltərədəki etibarlı yerlərdə yerləşən və kabel və radio üzərindən dəqiq vaxt siqnalları təmin edən müxtəlif yüksək dəqiqlikli atom saatlarını istifadə edəcəkdir.

Fikir budur ki, peyk siqnalı kəsilərsə, ehtiyat sistemində təsadüfən, ya da texniki problem səbəbi ilə ya da kiber hücumla aradan qaldırıla bilən tək və bu səbəbdən həssas bir mərkəz olmayacaqdır.

Böyük planda heç bir tək sistem GPS qədər güclü naviqasiya sistemini əvəz edə bilməz və biz çox güman ki, müxtəlif vəziyyətlər - gəmilər, təyyarələr, avtomobillər üçün müxtəlif alternativ həllərdən istifadə edəcəyik.

ABŞ Nəqliyyat Nazirliyi ən yaxşı GPS geri dönüşü üçün bir yarışma elan etdi. Ancaq sual budur ki, belə bir alternativ kifayət qədər tez işə başlaya bilərmi?

"Bir problem olduğunu bilirik, lakin biz ilbiz sürəti ilə hərəkət edirik" deyir Karri.

Biz dəqiq naviqasiyadan getdikcə daha çox asılı vəziyyətə gəlirik. Önümüzdəki on ildə öz-özünə idarə olunan avtomobillər, pilotsuz yardımla çatdırılma, uçan taksilərin yerüstü və səmavi mənzərələrin tanış hissəsi olacağı gözlənilir. Hamısı GPS-ə etibar edəcəklər.

Curry, güclü bir peyk qarışığı olan tək bir insanın, doğru yerdən tətbiq olunacağı təqdirdə, London ölçüsündə bir ərazidə GPS-i söndürə biləcəyinə diqqət çəkdi.

Yetərli ehtiyat sistemləri hazırlanana qədər bütün metropolda həyatı bir kliklə sanki dayandırmaq mümkün olacaqdır.

Forum günündə də oxuyun:

Qara dəliklər və DNT qayçısı: buna görə fizika və kimya üzrə Nobel mükafatına layiq görülmüşlər

Elektrik və ya benzin: hansının saxlanılması daha ucuzdur

Marsda suyla üç yeraltı göl tapıldı: bu bir həyat əlaməti ola bilərmi?

Zəngin insanların planetə pis təsiri var: Dünyaya necə zərər verdikləri

ABŞ-dakı həyat və Amerikaya immiqrasiya haqqında daha vacib və maraqlı xəbərlər istəyirsiniz? — bizə dəstək olun bağışlayın! Siz də səhifəmizə abunə olun Facebook. "Ekranda prioritet" seçimini seçin və əvvəlcə bizi oxuyun. Həmçinin kanalımıza abunə olmağı unutmayın Telegram kanalı  və Instagram- Orada çox maraqlı şeylər var. Və minlərlə oxucuya qoşulun Forum Gündəlik New York — orada siz metropol həyatı haqqında çoxlu maraqlı və müsbət məlumatlar tapa bilərsiniz.