Почему GPS вашего телефона отчаянно нуждается в капитальном ремонте

Самые современные технологии, включая смартфоны, работает по GPS. Но система может быть более уязвима к сбоям, чем вы думаете. В США нет резервной технологии геолокации, а это означает, что сбои или помехи могут иметь катастрофические последствия. Россия пригрозила уничтожить GPS спутников, а недавно ошибочные сигналы GPS временно закрыли аэропорт Далласа.

К счастью, компании вмешиваются, чтобы помочь защитить GPS. NextNav недавно подписала соглашение о предоставлении новой технологии под названием TerraPoiNT, которая служит резервной копией GPS, используя существующие LTE и 5G сети. «Сигнал TerraPoiNT более чем в 100 000 раз сильнее сигнала GPS, а шифрование сигнала делает его более надежным. устойчив к помехам и спуфингу», — рассказал Digital Trends Ганеш Паттабираман, генеральный директор NextNav, в интервью Digital Trends. интервью. Это интригующая статистика — и представление о том, как мы можем (и должны) защитить GPS.

Почему GPS так важна и так хрупка

GPS предоставляет услуги позиционирования, навигации, синхронизации, а также услуги определения местоположения для мобильных телефонов. Его широкая доступность сделала его глобальной утилитой, неотъемлемой частью промышленности и инфраструктуры, от электросетей до экстренных служб 911 и финансовых транзакций. Но, по словам Паттабирамана, система «невероятно уязвима» к помехам, включая помехи и спуфинг.

Сэм Браун, профессиональный радиоинженер, ведущий блог о радиочастотах на сайте OneSDR, сказал в интервью, что приемники GPS-связи часто выходят из строя с помощью простых и дешевых глушителей.

«Джеммер будет излучать сигнал, который мешает приему сигнала, и в результате GPS-приемник не сможет предоставить информацию о местоположении», — добавил он.

В одном из недавних примеров проблемы с сигналами GPS привело к отмене рейсов в международном аэропорту Даллас/Форт-Уэрт. Проблема была связана с загадочным источником помех, и аэропорт был закрыт на два дня.

Потенциальное иностранное вмешательство – еще одна проблема. Россия похвасталась, что может вывезти спутники, которые обеспечивают наш GPS.

«Такой инцидент, как крупная солнечная вспышка или повреждение коммерческих спутников, потенциально может вывести из строя многочисленные важные службы, на которые мы полагаемся каждый день», — сказал Паттабираман. «Вот почему федеральное правительство США признало важность внедрения альтернативных технологий PNT для обеспечения GPS устойчивости, в том числе посредством указа о «привлечении государственного и частного секторов к выявлению и поощрению ответственного использования Услуги ПНТ».

Алекс Дамато, исполняющий обязанности исполнительного директора отраслевой группы GPS Innovation Alliance, заявил в сообщении интервью, что его организация придерживается технологически нейтральной позиции, когда дело касается резервного копирования GPS. решения.

Тем не менее, по его словам, GPSIA согласна с тем, что «лучшая стратегия для достижения отказоустойчивого сервиса PNT — это использование нескольких технологий для способствовать разнообразию функций PNT». Также важно, чтобы решения для резервного копирования могли предлагать эквивалентные возможности и уровень производительности на одном уровне с технологиями GPS и обусловлен требованиями PNT каждого сектора промышленности, а не правительства. мандаты.

Проблема, которая создавалась десятилетиями

Частично проблемы с GPS связаны с тем, что она задумана как пережиток холодной войны. GPS была разработана для военного использования в зонах конфликтов, где гражданские сети были недоступны, — для запуска ракет на тысячи миль через верхних слоях атмосферы или помогать перевозчикам, полным самолетов, пересекать океан, заявил Тим Сильвестр, основатель и генеральный директор компании Integrated Roadways, в интервью. Он никогда не предназначался для помощи пешеходам и транспортным средствам в мирных городских районах.

«Это несоответствие конструкции и использования означает, что у GPS есть несколько существенных недостатков, таких как низкая точность и высокая задержка», — сказал Сильвестр. Эти проблемы являются результатом сигналов GPS, поступающих со спутников, находящихся на расстоянии тысяч миль, а недостатки являются следствием физики, которую невозможно исправить».

GPS имеет свои недостатки, когда дело доходит до новое поколение беспилотных автомобилей. Низкая точность GPS означает, что вы не можете эффективно использовать его, чтобы узнать, на какой полосе движения находится человек, что является большой проблемой при вождении. Высокая задержка означает, что информация о вашем местоположении ухудшается, когда вы двигаетесь быстро, что также является большой проблемой при вождении, Сильвестр. сказал. Поскольку GPS поступает на расстоянии в тысячи миль, в городских районах с большим количеством высотных зданий точность даже хуже, потому что высокие здания блокируют спутники, которые не находятся в правильном положении для передачи данных за пределы здания.

«Эти ограничения полностью противоречат использованию GPS для подключенных и автономных транспортных средств, которое требует высокой точности, низкой задержку и надежную работу в густонаселенных городских районах, учитывая, насколько плотны городские районы, где сосредоточен весь трафик», — Сильвестр. сказал. «Подобно тому, как газеты были заменены онлайн-новостями, GPS стала отличным трамплином, но пришло время оставить это в прошлом. Фактически, большинство приложений уже игнорируют GPS и незаметно заменяют его альтернативами, такими как Bluetooth, но обычно это скрыто от пользователя, потому что пользователя волнует хороший сервис, а не то, как он его получает. это."

Грядущая волна беспилотных транспортных средств может потребовать улучшения системы определения местоположения. Сильвестр сказал, что наиболее многообещающая альтернатива GPS для подключенных и автономных транспортных средств называется APNT. PNT означает «положение, навигация, телеметрия». В зависимости от того, кого вы спрашиваете, буква «А» может означать «вспомогательный», «дополненный», «гарантированный», «альтернативный» или другие термины, близкие к синонимам.

APNT встроен в местную инфраструктуру, включая антенны сотовой связи, маяки Bluetooth, Wi-Fi или другие «альтернативные» средства для позиционирования, навигации и получения телеметрии автомобиля.

«Эти методы были собраны воедино за последние 15 лет с использованием комбинации смартфон компоненты и легкодоступные методы связи, и при этом они отлично подходят для туристов, бродящих по Маркет-стрит или Таймс-сквер. Когда они пытаются найти сэндвич стоимостью менее 30 долларов, их ситуативный характер означает, что на них нельзя рассчитывать в плане автономности», — Сильвестр. сказал.

Компания Integrated Roadways разрабатывает технологию Smart Pavement, которая встраивает возможности APNT непосредственно в дорогу с использованием высокоточных дорожных датчиков и поддерживается периферийная сеть со сверхнизкой задержкой, «чтобы любая дорога, модернизированная с помощью Smart Pavement, имела все возможности APNT, необходимые для подключенных и автономных транспортных средств, встроенных в проезжей части и спроектирована с нуля как надежная, безопасная, защищенная сеть промышленного качества, обеспечивающая функции, необходимые для требований мобильности следующего поколения», Сильвестр сказал

Куда нам идти после GPS?

Система NextNav — не единственный вариант резервного копирования GPS. Макс Перес, вице-президент по исследованиям и решениям в области безопасности компании ColdQuanta, заявил в интервью, что системы квантового позиционирования (QPS) потенциально могут стать альтернативой GPS. Квантовые свойства питают систему позиционирования, и в отличие от GPS, QPS не требует постоянной калибровки с внешними сигналами для работы.

«Для работы QPS необходимо знать только свою отправную точку, и он способен рассчитать, насколько быстро он двигался, как долго и в каком направлении, чтобы определить свое текущее положение», — сказал Перес. «Системы квантового позиционирования (QPS) дополнят GPS во всем мире, поскольку они предлагают значительно улучшенную безопасность навигации. Варианты использования QPS включают навигацию для самолетов, подводных лодок, автономных автомобилей и т. д. Преимущества QPS по сравнению с GPS включают точность, отсутствие зависимости от спутника, использование внутри помещений и меньшую уязвимость к взлому».

Дамато сказал, что индустрия GPS быстро внедряет инновации, разрабатывая решения, которые делают GPS более точным и устойчивым. Эти решения включают приемники GPS, спутники, передающие эти сигналы GPS, и сегмент наземного управления, который отслеживает и мониторы Производительность GPS.

«Крупная модернизация группировки GPS идет полным ходом, после завершения которой будут доставлены десятки новых спутников, обеспечивающих значительно большую точность и улучшенные возможности защиты от помех», — он добавлен.

Рекомендации редакции

• Эта серьезная ошибка Apple может позволить хакерам украсть ваши фотографии и стереть данные с вашего устройства
• Google хочет уничтожить ваши пароли на Android и Chrome с помощью ключей доступа
• Почему нам нужно прекратить изобретать смартфоны с дополнительными экранами
• Pegasus и BlastDoor — вот почему вам необходимо немедленно обновить свои устройства Apple
• Вот что вам нужно сделать, прежде чем давать ребенку смартфон или планшет