Zakaj GPS vašega telefona nujno potrebuje temeljito prenovo

Najsodobnejša tehnologija, vključno s pametnimi telefoni, deluje na GPS. Toda sistem je morda bolj dovzeten za napake, kot si mislite. ZDA nimajo rezervne geolokacijske tehnologije, kar pomeni, da so lahko izpadi ali motnje katastrofalni. Rusija je zagrozila z uničenjem GPS satelitov, pred kratkim pa so napačni signali GPS začasno zaprli letališče v Dallasu.

Na srečo se podjetja vmešajo v pomoč pri varovanju GPS-a. NextNav je pred kratkim podpisal pogodbo o zagotavljanju nove tehnologije, imenovane TerraPoiNT, ki služi kot rezerva za GPS, z uporabo obstoječih LTE in 5G omrežja. »Signal TerraPoiNT je več kot 100.000-krat močnejši od signala GPS, njegovo šifriranje signala pa omogoča več odporen na motenje in ponarejanje,« je za Digital Trends povedal Ganesh Pattabiraman, izvršni direktor družbe NextNav. intervju. To je zanimiva statistika - in vpogled v to, kako lahko (in bi morali) zaščititi GPS.

Zakaj je GPS tako pomemben in tako krhek

GPS ponuja storitve določanja položaja, navigacijo, merjenje časa in lokacijske storitve za mobilne telefone. Zaradi svoje široke razpoložljivosti je postal globalni pripomoček, ki je sestavni del industrije in infrastrukture, od električnega omrežja do 911 storitev v sili in finančnih transakcij. Toda Pattabiraman je dejal, da je sistem "neverjetno ranljiv" za motnje - vključno z motnjami in ponarejanjem.

Sam Brown, poklicni radijski inženir, ki vodi blog o radijskih frekvencah na OneSDR, je v intervjuju dejal, da so komunikacijski sprejemniki GPS pogosto moteni zaradi poceni motilnikov, ki jih je enostavno dobiti.

"Motilec bo oddajal signal, ki moti sprejem signala, posledično pa sprejemnik GPS ne bo mogel zagotoviti informacij o lokaciji," je dodal.

V enem nedavnem primeru težave s signali GPS privedlo do prepovedi poletov na mednarodnem letališču Dallas/Fort Worth. Težavo so izsledili v skrivnostnem viru motenj in za dva dni zaprli letališče.

Morebitno tuje vmešavanje je drugo vprašanje. Rusija se je hvalila, da lahko vzame ven sateliti, ki zagotavljajo naš GPS.

"Incident, kot je velik sončni izbruh ali poškodba komercialnih satelitov, bi lahko onesposobil številne bistvene storitve, na katere se zanašamo vsak dan," je dejal Pattabiraman. »Zato je ameriška zvezna vlada prepoznala pomen izvajanja alternativnih tehnologij PNT za zagotovitev GPS odpornosti, vključno z izvršnim ukazom za »vključevanje javnega in zasebnega sektorja k prepoznavanju in spodbujanju odgovorne uporabe storitve PNT.«

Alex Damato, vršilec dolžnosti izvršnega direktorja GPS Innovation Alliance, industrijske skupine, je dejal v intervjuju, da njegova organizacija ohranja tehnološko nevtralno držo, ko gre za rezervni GPS rešitve.

Vendar se po njegovih besedah ​​GPSIA strinja, da je »najboljša strategija za doseganje prožne storitve PNT iskanje več tehnologij za spodbujati raznolikost v funkcijah PNT.« Bistveno je tudi, da lahko rešitve za varnostno kopiranje nudijo enakovredne zmogljivosti in a raven zmogljivosti na ravni tehnologij GPS in jih vodijo zahteve PNT vsakega industrijskega sektorja in ne vlade mandatov.

Težava, ki je nastajala desetletja

Del težav z GPS izvira iz njegove zasnove kot relikvije hladne vojne. GPS je bil zasnovan za vojaško uporabo na konfliktnih območjih, kjer civilna omrežja niso bila na voljo – izstreljevanje raket tisoč milj skozi zgornje atmosfere ali pomoč prevoznikom, polnim letal, prečkati ocean, je dejal Tim Sylvester, ustanovitelj in izvršni direktor podjetja Integrated Roadways. intervju. Nikoli ni bil namenjen pomoči pri navigaciji pešcev in vozil v mirnih mestnih območjih.

"To neskladje med zasnovo in uporabo pomeni, da ima GPS več pomembnih pomanjkljivosti, kot sta nizka natančnost in visoka zakasnitev," je dejal Sylvester. Ti izzivi so produkt signalov GPS, ki prihajajo s satelitov, oddaljenih na tisoče kilometrov, pomanjkljivosti pa so posledica fizike, ki je ni mogoče popraviti.«

GPS ima svoje pomanjkljivosti, ko gre za novo generacijo samovozečih avtomobilov. Nizka natančnost GPS pomeni, da z njim ne morete učinkovito vedeti, na katerem pasu je nekdo, kar je velika težava pri vožnji in visoka zakasnitev pomeni, da se informacije o vašem položaju poslabšajo, ko se hitro premikate, kar je tudi velik problem pri vožnji, Sylvester rekel. Ker GPS prihaja na tisoče milj stran, v mestnih območjih z veliko visokimi zgradbami, je natančnost enaka slabše, ker visoke zgradbe blokirajo satelite, ki niso na pravem mestu za prenos mimo zgradbe.

»Te omejitve so popolnoma v nasprotju z uporabo GPS za povezana in avtonomna vozila, ki zahteva visoko natančnost, nizko zakasnitev in zanesljivo delovanje v gosto naseljenih mestnih območjih, glede na to, kako gosta mestna območja so tam, kjer je ves promet,« Sylvester rekel. »Kot so bili časopisi zamenjani s spletnimi novicami, je bil GPS odlična odskočna deska, vendar je čas, da ga premaknemo. Pravzaprav večina aplikacij že ne upošteva GPS in ga tiho nadomesti z alternativami, kot je Bluetooth, vendar to je običajno skrito pred uporabnikom, ker uporabnika zanima dobra storitev, ne pa, kako jo dobi to."

Prihajajoči val avtonomnih vozil bo morda zahteval boljši lokacijski sistem. Sylvester je dejal, da se najbolj obetavna alternativa GPS za povezana in avtonomna vozila imenuje APNT. PNT pomeni »položaj, navigacija, telemetrija«. Odvisno od tega, koga vprašate, lahko »A« pomeni asistirano, razširjeno, zagotovljeno, alternativno ali druge skoraj sinonimne izraze.

APNT je vgrajen v lokalno infrastrukturo, vključno s celičnimi antenami, svetilniki Bluetooth, Wi-Fi ali drugimi "alternativnimi" sredstvi za določanje položaja, navigacijo in sprejemanje telemetrije vozila.

»Te metode so bile sestavljene v zadnjih 15 letih s kombinacijo pametni telefon komponent in takoj dostopnih komunikacijskih metod, čeprav so odlični za turiste, ki se potikajo po Market Streetu ali Times Squareu poskušajo izslediti sendvič, ki stane manj kot 30 dolarjev, njihova ad hoc narava pomeni, da se na njihovo avtonomijo ni mogoče zanesti,« Sylvester rekel.

Podjetje Integrated Roadways razvija Smart Pavement, ki zmožnosti APNT vgrajuje neposredno v cesto z uporabo visoko natančnih senzorjev na cesti in ob podpori robno omrežje z izjemno nizko zakasnitvijo, »tako da ima vsaka cesta, nadgrajena s pametnim pločnikom, vse potrebne zmogljivosti APNT za povezana in avtonomna vozila, vgrajena v cestišče in od začetka zasnovano kot zanesljivo, varno, varno omrežje industrijske kakovosti, ki zagotavlja funkcije, ki jih zahtevajo zahteve mobilnosti naslednje generacije, ” je rekel Sylvester

Kam gremo po GPS?

Sistem NextNav ni edina možnost kot varnostna kopija GPS. Max Perez, podpredsednik za raziskave in varnostne rešitve pri ColdQuanta, je v intervjuju dejal, da imajo kvantni sistemi za določanje položaja (QPS) potencial, da služijo kot alternativa GPS-u. Kvantne lastnosti poganjajo sistem za določanje položaja in za razliko od GPS-a QPS za delovanje ne zahteva stalne kalibracije z zunanjimi signali.

"QPS mora poznati samo svojo začetno točko za delovanje in je sposoben izračunati, kako hitro je potoval, kako dolgo in v katero smer, da določi svoj trenutni položaj," je dejal Perez. »Kvantni sistemi za določanje položaja (QPS) bi izboljšali GPS po vsem svetu, saj ponujajo znatno izboljšano varnost navigacije. Primeri uporabe za QPS vključujejo navigacijo za letala, podmornice, avtonomne avtomobile in drugo. Prednosti QPS pred GPS vključujejo natančnost, nezanašanje na satelite, uporabo v zaprtih prostorih in manjšo ranljivost za vdiranje.«

Damato je dejal, da industrija GPS hitro uvaja inovacije in razvija rešitve, zaradi katerih je GPS bolj natančen in odporen. Te rešitve vključujejo sprejemnike GPS, satelite, ki prenašajo te signale GPS, in segment zemeljske kontrole, ki sledi in monitorji zmogljivost GPS.

»Poteka velika posodobitev konstelacije GPS, ki bo, ko bo dokončana, prinesla na desetine novih satelitov, ki zagotavljajo znatno večjo natančnost in povečane zmogljivosti za preprečevanje motenj,« je dejal dodano.

Priporočila urednikov

• Ta velika Applova napaka bi lahko hekerjem omogočila krajo vaših fotografij in brisanje vaše naprave
• Google želi uničiti vaša gesla v Androidu in Chromu s ključi
• Zakaj moramo prenehati izumljati pametne telefone s sekundarnimi zasloni
• Pegasus in BlastDoor sta razlog, zakaj morate nemudoma posodobiti svoje naprave Apple
• Tukaj je ena stvar, ki jo morate storiti, preden otroku daste pametni telefon ali tablico