Спутниковая навигация отвечает за то, чтобы современный мир работал. Многие из нас даже не догадываются обо всех - многочисленных! - вариантах ее применения. В то же время эта система очень уязвима - и тем уязвимей, чем более она продвинута. Случись что - чем можно ее заменить?

Когда летом прошлого года аэропорт имени Бен-Гуриона в Тель-Авиве внезапно стал испытывать сбои в работе системы GPS, только мастерство авиадиспетчеров помогло предотвратить серьезные происшествия. Помехи, которые создавали трудности для полетов на протяжении трех недель, по мнению специалистов Армии обороны Израиля, возникали из-за работы средств радиоэлектронной борьбы, применявшихся Россией в Сирии.

В отношении международного израильского аэропорта это, конечно, произошло неумышленно, однако показывает, насколько опасными могут быть такие сбои в системе глобального позиционирования, всем известной как GPS.

"Мы все больше осознаем: GPS надо защищать, укреплять и расширять", - говорит Тодд Хамфрис, инженер систем спутниковой связи из Техасского университета в Остине (США).

Сейчас от GPS зависит множество наших повседневных задач.

В самом простом своем виде система сообщает нам, в каком именно месте на планете находится GPS-приемник - в любое время дня и ночи. Такие приемники есть в наших мобильных телефонах и автомобилях. Они позволяют судам прокладывать маршрут среди рифов и сложных каналов, исполняя роль своего рода современного маяка.

• Китаю больше не нужна американская GPS. Теперь у него есть своя система навигации
  
• Властелины времени. Часы, которые правят миром
  
• Как современный эсминец может столкнуться с гражданским судном?
  
• Почему север на географических картах - сверху?
  

Аварийно-спасательные службы полагаются на GPS (и подобные ей национальные системы - как, например, российская ГЛОНАСС, европейская "Галилео" или китайская "Бэйдоу") для того, чтобы найти тех, кто попал в беду.

А вот применение, о котором далеко не все знают: порты не смогли бы работать без спутниковой навигации, потому что их кранам нужна GPS, чтобы находить нужный контейнер.

Системы спутниковой навигации играют важнейшую роль в логистических операциях, помогая доставлять товары и услуги точно и вовремя. Без этих систем полки магазинов быстро пустели бы, а цены были бы выше.

Строительная индустрия использует GPS при обследовании участков для строительства, а рыбаки - для соблюдения строгих правил, регламентирующих процесс ловли рыбы.

Однако GPS, как и любая другая спутниковая навигация, - это определение не только точного места, но и точного времени. На околоземной орбите кружат 30 спутников, использующих сверхточные атомные часы для синхронизации сигналов. Эти спутники помогают пользователям определять время с точностью до 100-миллиардной доли секунды.

Все сети мобильной связи используют время GPS для синхронизации их наземных станций, а финансовые институты и банки полагаются на него в своих операциях.

Как видим, без спутниковой навигации наша жизнь просто остановилась бы. Но есть ли что-то, чем можно заменить ту же GPS? Могли бы мы справиться без нее?

Согласно оценке Лондонской школы экономики, подготовленной по заказу британского правительства, всего пять дней без спутниковой навигации обойдутся стране более чем в 5,1 млрд фунтов стерлингов ($6,5 млрд).

Из-за отказа системы GPS американская экономика будет терять, по оценкам, один миллиард долларов в день, а если это случится в апреле и мае, когда у фермеров посевная, - то до полутора миллиардов в день.

И тем не менее сбои в работе GPS на удивление часты. Виновниками в некоторых районах мира часто бывают военные, когда тестируют новое оборудование или проводят учения. Правительство США тоже регулярно осуществляет испытания и учения, ведущие к обрыву спутникового сигнала. На работу спутниковых систем влияют и некоторые технические проблемы.

Конечно, кроме GPS, есть и другие подобные системы, о которых мы упоминали выше - все они работают на той же основе, что и GPS. В то же время с развитием технологий растет вероятность того, что в работу этих систем кто-то вмешается и умышленно создаст помехи, а то и вовсе отключит.

Особенно часто по этому поводу высказывают озабоченность те же военные, подчеркивает профессор Чарли Карри, научный сотрудник Королевского института навигации и учредитель британской компании Chronos Technology, которая, среди прочего, занимается проблемами синхронизации в спутниковых навигационных системах.

Военным есть о чем беспокоиться. Изначально спутниковая навигация была разработана Пентагоном, и сейчас ее применяют везде, от боевых кораблей до разведывательных дронов, от "умных бомб" до пехотинцев. И этой системе угрожает опасность.

Средства радиоэлектронного подавления GPS легко купить в интернете. Преступники могут их использовать для выведения из строя систем отслеживания украденных автомобилей - при этом совершенно не заботясь о том, кто еще может от этого пострадать.

Но есть и более серьезные опасности.

"Существует отдаленная угроза того, что вся сеть спутников GPS может быть выведена из строя - как прелюдия к войне, как нападение на важнейший элемент инфраструктуры, на экономику США", - говорит Хамфрис.

Но и силы природы могут быть столь же опасны. Так называемое "событие Кэррингтона", мощнейшая за историю наблюдений геомагнитная буря 1859 года, могла бы вывести из строя всю нынешнюю спутниковую сеть GPS

Итак, если GPS и ее спутниковые сестры вдруг откажут - какие у нас есть альтернативы? Что поможет нашему миру вновь заработать?

Одна из возможных резервных систем - новая версия радионавигационной системы наземного базирования LORAN (от английского Long Range Navigation), которая была разработана во время Второй мировой войны для помощи в навигации кораблям союзников, пересекающим Атлантику. Вместо спутников использовались наземные передатчики с антеннами на мачтах 200-метровой высоты, передающие радионавигационные сигналы.

Поначалу LORAN имела точность в рамках нескольких миль, но к 1970-м годам она могла выдавать местонахождение с точностью до нескольких сотен метров.

В 2000-х, когда GPS сделала LORAN ненужной, в Британии и других странах разобрали ее передатчики, однако современная версия, известная как eLoran, может быть столь же точной, как GPS. Она использует усовершенствованные передатчики и приемники, а также так называемую дифференциальную коррекцию.

Такая версия, как говорят, способна определять местонахождение с точностью до 10 м и даже выше. В отличие от GPS, ее сигналы способны проникать сквозь стены зданий и тоннели - прежде всего потому, что эта система использует более низкую частоту большей мощности, чем спутниковые сигналы.

Сигналам eLoran куда труднее создать помехи - к тому же она не полагается на уязвимые спутники. Проблема только в том, что кто-то должен профинансировать ее развертывание. "eLoran - прекрасная технология, которая заполнит все пробелы в навигации, - говорит Хамфрис. - Если только будут серьезные намерения развернуть ее и поддерживать в рабочем состоянии".

Есть и другие подходы, которые не требуют дополнительной инфраструктуры. Задолго до изобретения радио мореплаватели находили путь в океане по солнцу и звездам, используя секстант для определения высоты Солнца и других космических объектов над горизонтом, чтобы узнать свои географические координаты.

Навигация по звездам жива и поныне. Вы удивитесь, но баллистические ракеты, подобные американским "Трайдентам", по-прежнему используют такую навигацию в полете.

Звезды помогут установить ваше место на планете с точностью до ста метров. Но американская компания Draper Laboratory разработала систему звездной навигации нового поколения под названием Skymark, использующую маленький автоматический телескоп для отслеживания (в дополнение к звездам) спутников, МКС и других объектов, вращающихся вокруг Земли.

А поскольку таких быстро движущихся объектов сейчас невероятно много, Skymark может достичь куда большей точности, чем это возможно с "медленными" звездами.

Skymark использует базу данных видимых спутников Земли - как рабочих, так и космического мусора. Создатели утверждают, что точность системы - 15 метров, что близко к результатам GPS.

Порой точность может быть даже выше, но она зависит от того, сколько спутников видны одновременно и какого они размера, подчеркивает Бенджамин Лейн из компании Draper.

Один из недостатков Skymark - она работает при ясном небе. Конечно, использование инфракрасных лучей, более легко проходящих через облака и туман, помогает, но не слишком. В некоторых регионах северного и южного полушарий, где довольно обычна густая облачность, система не столь полезна.

Возможно, более близка к началу эффективного использования инерциальная навигация, которая применяет акселерометры и гироскопические устройства для определения точной скорости и направления движения и расчета позиции.

Некоторые базовые версии этой системы уже используются. "Когда ваш автомобиль скрывается в тоннеле и вы теряете сигнал GPS, именно инерциальная навигация продолжает вести вас", - говорит Карри.

Проблема с этой навигацией состоит в том, что у нее есть "занос" - рассчитываемая позиция становится все менее точной по мере того, как накапливаются ошибки, поэтому инерциальный навигатор у вас в машине полезен только на время коротких потерь сигнала GPS.

Проблему заноса помогут победить квантовые датчики, которые в тысячи раз чувствительнее, чем ныне существующие устройства.

Французская компания iXBlue применяет их для создания устройства, которое способно будет соперничать по точности с GPS, а ученые из Имперского колледжа Лондона в сотрудничестве со специалистами по лазерам из M Squared в 2018 году " rel="nofollow">показали прототип переносного квантового акселерометра.

Такие квантовые датчики пока существуют только в лабораториях, и должны пройти годы, прежде чем они превратятся в завершенный продукт.

А вот оптическую систему навигации, которая с помощью видеокамер использует ориентиры на местности (например, здания или транспортные развязки), вполне могут ввести в действие уже скоро. Первая ее версия, Digital Scene Matching (корреляция радиолокационного отображения местности с эталонной картографической программой), была разработана для управляемых (крылатых) ракет.

ImageNav, созданная компанией Scientific Systems для ВВС США, - современная система оптической навигации для самолетов. Для определения позиции она обращается к базе данных местности и сравнивает ее с поступающей с видеокамер информацией. ImageNav с успехом испытали на разных самолетах, но она вполне может быть пригодна, например, для беспилотных автомобилей.

Шведская компания Everdrone недавно осуществила первую доставку дроном без применения GPS. Их система использует комбинацию оптической навигации (измеряя скорость по тому, как быстро меняется пейзаж на земле) и идентификации объектов на местности, пролагая маршрут от точки до точки с точностью GPS.

Конечно, этот метод полагается на полную и точную базу изображений местности, что требует большого объема памяти устройства и частых обновлений.

В Великобритании разрабатывается программа Национального центра времени - первая в мире национальная служба, которая предназначена для подстраховки системы GPS в деле синхронизации времени.

Когда в 2025 году ее введут в строй, она будет использовать множество высокоточных атомных часов, расположенных в охраняемых местах по всей Британии, обеспечивая сигналы точного времени по кабельной сети и радио.

Идея состоит в том, что если спутниковый сигнал прервется, то дублирующая система не будет иметь какого-то единого и потому уязвимого центра, который можно вывести из строя либо случайно, либо из-за технической неполадки, либо с помощью кибератаки.

По большому счету, ни одна отдельная система не в состоянии заменить такую мощную навигационную систему, как GPS, и мы, скорее всего, будем использовать разные альтернативные решения для разных случаев - для судов, самолетов, автомобилей...

Министерство транспорта США сейчас объявило конкурс на лучший запасной вариант для GPS. Но весь вопрос в том, сможет ли такая альтернатива начать работать достаточно быстро.

"Мы знаем, что проблема существует, но [к ее решению] продвигаемся черепашьим шагом", - отмечает Карри.

Мы становимся все более зависимы от точной навигации. Беспилотные автомобили, доставка с помощью дронов, летающие такси, как ожидается, станут привычной частью земного и небесного пейзажа уже в ближайшем десятилетии. Все они будут полагаться на GPS.

Как подчеркивает Карри, один человек с мощной глушилкой спутникового сигнала может вывести из строя систему GPS на территории размером с Лондон, если применит ее с правильного места.

Пока не разработаны адекватные резервные системы, остановить жизнь в целом мегаполисе можно будет буквально по щелчку.

--

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

По теме:

Модель Оксана Самойлова подала заявление на развод с рэпером Джиганом. В минувшем феврале девушка родила музыканту четвертого ребенка.

Модель Оксана Самойлова официально подала на развод. Согласно официальному сайту Московского городского суда, 20 апреля этого года было подано заявление истцом Самойловой О. В., тогда как ответчиком по делу выступает Устименко Д. А. — так зовут рэпера Джигана (справедливости ради, в сети указывается двойная фамилия Устименко-Вайнштейн, однако инициалы полностью совпадают), супруга модели. Разбирательство относится к категории «иные, возникающие из семейных отношений».

О решении развестись с популярным хип-хоп-артистом Самойлова объявила еще в конце марта посредством Instagram. Тогда она отметила, что в сложившейся ситуации ей «не оставили выбора».

«Все десять лет счастливой семейной жизни были обманом с его стороны, а я просто жила и верила ему. Он говорил такие вещи, клялся здоровьем наших детей, умолял не верить в сплетни и слухи, — посетовала девушка. — Клялся, что любит только меня и никогда не изменял. Я верила, потому что не способна на такие обманы, потому что я добрая и наивная и не понимаю, как можно так поступать. Потому что мы были счастливы, понимаете?»

Вместе с тем Оксана призналась, что до определенного времени не могла и помыслить о таком повороте многолетнего брака: «У нас все было хорошо, у нас прекрасные дети и была прекрасная жизнь. Я даже представить не могла, что при таких раскладах, когда вы живете душа в душу, выходя из дома, человек может так предавать».

В заключении Самойлова намекнула, что одной из причин подобного решения стали последние выходки супруга, о которых немало писали в СМИ — и которые охотно обсуждались в соцсетях.

«Вы все видите сами на его странице и, думаю, понимаете, что происходит. Я всегда была за семью, за то чтобы у детей были мама и папа, но в нынешней ситуации я просто не могу поступить иначе. Я не хочу, чтобы мои дети видели весь этот ад. Ариела (их общая дочь — «Газета.Ru») уже все понимает, и мое сердце разрывается от боли. Лучше пусть будет только мама, чем такое. Все, что он сделал с собой и с нашей семьей, это его ответственность, только его. Не знаю, когда он будет в состоянии осознать все, что наделал, и будет ли вообще», — подчеркнула модель.

Примечательно, что всего за сутки до появления в СМИ новости о подаче Самойловой заявления Джиган выкладывал в соцсетях фото со своими детьми, а еще немногим ранее — и с самой Оксаной.

Напомним, что в начале этого марта Джиган шокировал поклонников, сбрив брови и бороду, а также заявив в прямом эфире в Instagram, что попал в реабилитационный центр.

«Я психбольной, меня лечат хорошо, кормят хорошо. Видите, я в «психушке», я психбольной», — заявил музыкант.

Скандал в звездной семье комментировали не только поклонники, но и коллеги Джагана по отечественному шоу-бизнесу — в частности, Тимати, на лейбле которого рэпер когда-то состоял.

«Джига, по-братски, у нас в 2020-м есть всего две темы: это COVID-19 и твой Instagram. Даже если гипотетически представить, что в 2019-м мне бы сказали, что ты сможешь стать главным ньюсмейкером страны, я бы рассмеялся этому человеку в лицо. Вопрос только — какой ценой. Я смеялся в начале, но сейчас уже как-то страшновато. Я не держу на тебя никаких обид или зла, хочу чтобы у тебя снова все было в порядке и как можно быстрее! Если тебе понадобится моя помощь, ты всегда можешь на нее рассчитывать. Напиши! Номер тот же», — отметил музыкант на неоднозначную публикацию Джигана.

Джиган и Самойлова поженились в 2012 году. У супругов три дочери и сын, родившийся в феврале 2020-го.

В средствах массовой информации появляется много информации о том, что популярный российский телеведущий Андрей Малахов расторгает брак со своей супругой Натальей Шкулевой. Поклонники телеведущего интересуются, правда это или нет, и поэтому пристально следят за звездой телеэкрана.

Есть даже мнение о том, что телеведущий может разорвать брак из-за подруги Ксении Собчак – Ники Белоцерковской, которая является гражданкой Франции, причем очень состоятельной. Есть также информация в различных СМИ о том, что и Наталья Шкулева завязала отношения с Сергеем Рыбаковым, который является издателем журнала Yachts. Андрей Малахов сделал заявление о том, что это неправда.

Комментарии Андрея Малахова относительно слухов о разводе

Популярный и любимый миллионами телеведущий принял решение не молчать и прокомментировал появляющиеся слухи о его разводе. Относительно такой информации он высказался достаточно резкими словами.

Своей популярностью Андрей Малахов обязан тем, что на все острые моменты реагирует достаточно живо и не скрывает этого, а также открыто высказывает все собеседнику. Новость о якобы его разводе, которая появляется в различных средствах массовой информации, вызвала также у Андрея Малахова бурную реакцию.

Телевизионный ведущий программы «Прямой эфир» отметил, что у автора, который опубликовал информацию о его разводе с супругой, имеются «проблемы с головой». Все, кому интересна жизнь Малахова, поняли это заявления так, будто никакого развода на самом деле не состоится.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Советы, следуя которым можно спасти отношения

Андрей Малахов и Наталья Шкулева и их невероятная история любви

В настоящий момент известно, что супруга телеведущего Наталья Шкулева является издателем русской версии журнала ELLE. Их история любви началась давно, а отношения они узаконили около 9 лет назад. После того как пара прожила в счастливом браке 7 лет, Наталья родила своему супругу сына Александра. Памятное событие в звездной семье произошло 16 ноября 2017 года.

Андрей Малахов всегда говорил о том, что его встреча с супругой была предначертана судьбой. Известно, что знакомство их произошло во время обеда в столовой. Обычно Малахов забирал еду и трапезничал в офисе на месте работы, а в тот день решил пообедать в столовой, где и увидел Наталью и уже не смог отвести от нее глаз.

Развитие отношений супругов происходило еще интересней, ведь первое свидание происходило в вагоне поезда, в котором царила романтическая атмосфера – стол, цветы и шампанское. Так они провели всю ночь, а после этого ведущему необходимо было отправляться в Брянскую колонию строгого режима, где у него должен был состояться эфир.

Предложение руки и сердца Андрей сделал Наталье не менее романтично, состоялось это событие в самом дорогом ресторане Нью-Йорка. Наталья не смогла отказать своему любимому. Свадебная церемония состоялась в 2011 году в Версальском дворце, расположенном в Париже.

Модель Анастасия Костенко после замужества с футболистом Дмитрием Тарасовым за короткое время раскрутила собственный Instagram и начала на нем неплохо зарабатывать. Теперь девушка не только содержит своего мужа, но и добивается для семьи бесплатного отдыха за границей.

Как отмечает "СтарХит", недавно звездная чета вернулась из Эмиратов. Во время поездки Костенко щедро нахваливала отель. "Благодарим за возможность провести наш семейный отпуск. Второй раз с вами. А еще, это единственный отель в Абу-Даби с системой all inclusive. Постепенно будем делать краткие обзоры, не теряйте наш Telegram-канал", - писала она, отмечая нужный аккаунт.

Про организовавшую путешествие турфирму девушка тоже не забыла. Купальники для отдыха Анастасия покупать не стала, приняв предложение сразу от нескольких шоу-румов, предоставивших семье одежду по бартеру.

Публикация от ANASTASIA TARASOVA (@kostenko.94) 14 Ноя 2019 в 6:39 PST

Вернувшись из Эмиратов беременная Костенко попала в больницу, а по выходе из нее снова взялась за рекламу и расхвалила чудо-крем, который борется с первыми признаками старения.

"Идет шестой день моих проб. Во-первых, я очень счастлива, что отложила все тональные средства подальше. Во-вторых, на данный момент кожа отдохнувшая, хоть и немного чувствительная и, самое главное, - меня порадовал его состав. В положении лучше и не придумаешь", - заверила жена футболиста. При этом она не обращала внимание на сообщения пользователей, которые отвечали, что в 25 лет крем от морщин совсем не обязателен.

Публикация от ANASTASIA TARASOVA (@kostenko.94) 3 Ноя 2019 в 6:09 PST

Тарасов от своей супруги старается не отставать: он рекламирует воду, пуховики и другие вещи. К тому же на счету семейной пары уже как минимум два гива, участники которых обвиняли супругов в изменении условий конкурса ради вручения подарков подставным лицам.

Публикация от Dmitry Tarasov (@tarasov23) 15 Сен 2019 в 3:27 PDT

Публикация от Dmitry Tarasov (@tarasov23) 4 Сен 2019 в 2:11 PDT

Такое усердие в продаже рекламы понять можно: глава семьи сидит без работы, а на подходе уже второй ребенок. К тому же футболисту приходится выплачивать немалые алименты старшей дочери. Как писал Ruposters Life, слухи о плачевном финансовом состоянии Дмитрия Тарасова подтвердил адвокат спортсмена Умалат Сайгитов.