Глушение сигналов GPS пробуждает новый интерес к созданию резервной системы

04.05.2012

Глушение сигналов GPS пробуждает новый интерес к созданию резервной системы

Месяц назад в Интернете появилась информация о возросшем числе случаев создания GPS-помех и глушения сигналов, после чего был поднят вопрос о надежности GPS в случае, если возрастет не только число таких атак, но и их мощность. В этой статье мы не будем затрагивать вопросы крупных военных кибератак, несмотря на то, что Южная Корея уже сообщала о подобных инцидентах со стороны своего северного соседа. Здесь речь пойдет о локальных GPS-атаках, к примеру, организованных повстанческими силами против государства или пиратами в плотных коммерческих зонах судоходства. А так как авиация широко развита во всем мире и все сильнее становится зависимой от GPS и аналогичных локальных GNSS-систем, подобные случаи вызывают всеобщую обеспокоенность и в области авиации, в том числе среди крупных авиаперевозчиков.

Распоряжение о создании резервной системы GPS

В марте Федеральное авиационное агентство США (FAA) опубликовало 200-страничный отчет под названием «Модель использования альтернативной системы позиционирования, навигации и сигналов времени NextGen». Необходимость в наличии альтернативной системы позиционирования, навигации и сигналов времени (PNT) входит в планы Министерства транспорта США с 2003 года, когда требование о создании резервной системы GPS получило официальный статус в рамках президентского распоряжения. Такое же распоряжение поступило и в адрес Министерства национальной безопасности США.

C того момента различные группы правительственных и технических специалистов занимаются изучением проблемы, ими было исследовано огромное количество защитных мер. Текущий отчет по проблеме содержит конечные выводы и рекомендации (естественно, в области электроники нет информации о конечном решении, ведь инженеры постоянно разрабатывают новые устройства). Таким образом, документ FAA предлагает решение специализированных задач системы NextGen на период до 2025 года и далее.

Говоря по существу, группа разработчиков альтернативной системы предлагает сделать так, чтобы резервная система GPS считывала данные всенаправленных дальномерных маяков DME (РМД), поддерживаемых бортовыми инерциальными системами отсчета (IRS), а в качестве поддержки использовались маломощные псевдоспутники GPS и технология MLAT. Это вполне осуществимо и позволит Национальной авиакосмической системе США функционировать в привычном режиме, хотя и с меньшей эффективностью и риском увеличения задержек, особенно в высокоплотном воздушном пространстве и при сложных погодных условиях, требующих обширного радиолокационного наведения. Естественно, что многое будет зависеть и от индивидуального набора оборудования на борту самолета. Так, например, РМД/РМД/IRS-оборудованный самолет будет иметь больший успех при выполнении операции, нежели оборудованный РМД/РМД, но без IRS.

К сожалению, в случае отсутствия сигналов GPS самолеты, оборудованные РМД/РМД, прибегнут к использованию всенаправленных азимутальных маяков VOR (РМА) для дальнейшей навигации. На некоторых самолетах все же установлены единичные РМД, установленные до предписания FAA, согласно которому с появлением GPS использование РМД более не требовалось. Конечно же, они окажутся полезными. Что касается РМА, Федеральное авиационное агентство уже вынесло решение о сокращении их количества до минимума, необходимого для работоспособности сети: на высоте 1500 метров над уровнем моря самолет должен получать сигнал хотя бы с одного маяка РМА на расстоянии 160 километров (100 миль).

В новом отчете представлен детальный анализ того, как различно оснащенные самолеты будут управляться на разных стадиях полета – от нахождения на перроне аэропорта, выруливания, взлета и до момента остановки в пункте назначения. Анализ проведен для двух маршрутов: один из неуказанного места и до аэропорта Miami International, а второй – из неуказанного места и до аэропорта города Хейли, штат Айдахо, расположенного в горах.

Несомненно, описанные процедуры верны и безопасны и, вероятно, покажутся очевидными опытным пилотам, летающим на хорошо оснащенных самолетах. Для пилотов, использующих только РМА и имеющих небольшой опыт, такие процедуры могут показаться чрезвычайно сложными. Естественно, потребуются индивидуальные написанные процедуры для каждого аэропорта, где присутствует некоторая доля сложности. Придется вспоминать записи и схемы, которые делал капитан Элрей Джеппесен для своих коллег в 20-х годах прошлого столетия.

PNT-система, заточенная под авиацию, неперспективна

Отражает ли отчет Федерального авиационного агентства будущую реальность? Будет ли Министерство транспорта США инвестировать средства в строительство уникальной авиационной инфраструктуры NextGen, которая, по мнению некоторых экспертов, потребует размещения, по меньшей мере, 50 дополнительных маяков РМД и обновления остальных, а также выбор нового размещения для маяков РМА? Будут ли авиакомпании, осуществляющие международные перевозки, готовы к инвестициям в обновление РМД, которые кому-то кажутся необходимыми? Удивительно, но FAA не упоминает стоимость таких преобразований, что, конечно же, является серьезным упущением.

И именно здесь агентство FAA неверно подошло к рассмотрению вопроса. Наверняка многие видели диаграммы, на которых показано разделение GPS-сообщества. В США авиация занимает относительно небольшую долю. Крупнейшим сегментом является автотранспортная и прочая наземная навигация, а следом идут мобильные телефоны. Во всем мире, в том числе в Европе, доля авиации выглядит еще меньше. Следовательно, крупные вложения в уникальную систему позиционирования, навигации и сигналов времени для небольшого сегмента отрасли для многих покажутся неоправданными.

Напрашивается вывод о том, что любая резервная GPS/GNSS-система должна быть многорежимной, устойчивой к помехам, должна представлять сигналы времени, аналогичные GPS, сигналы, доступные на любой высоте, на нее не должны воздействовать препятствия в зоне прямой видимости, и желательно, чтобы она обладала большим радиусом действия, тем самым не требуя большого количества передающих станций.

В отсутствие какой-либо иной наглядной технологии, технология eLoran отвечает всем этим требованиям. К сожалению, многие считают, что eLoran исчезла в конце прошлого века, будучи вытесненной технологией GPS, аналогично приводным радиостанциям (NDB), на смену которым пришли маяки РМА, которые уже сами начинают постепенно исчезать. Но дело в том, что инженеры Loran продолжили развитие системы и справились с проблемой статических помех радиосвязи и, что еще более важно, предыдущая «цепная» конфигурация размещения заменена на конфигурацию «все в поле зрения», подобную GPS, где 8-10 передатчиков могут покрыть всю территорию США по спецификации RNP 0.3, что, в свою очередь, может быть улучшено при помощи системы дифференциальной коррекции.

Единственное, что отсутствует в eLoran, это вертикальный компонент, поэтому область использования ограничена использованием при заходе на посадку по неточным системам. Но в качестве резерва при отсутствии GPS-сигналов спецификация RNP 0.3 будет достаточной. В настоящее время не существует бортовых радиоприемников eLoran. В действительности, возможно, таковой с собственными органами управления никогда и не появится по причине того, что авиационная электроника далеко ушла от использования черных ящиков с отдельными функциями.

Может ли eLoran стать общепризнанной резервной системой для GPS? Возможно, но от предыдущей системы Loran-C отказались по указанию федеральных чиновников вопреки рекомендациям технических специалистов, среди которых были и профессионалы в области GPS. Звучит, конечно, глупо, но может быть первое, что стоит изменить, так это слово Loran в названии?

По материалам http://www.ainonline.com/aviation-news/aviation-international-news/2012-05-02/gps-jamming-prompts-renewed-interest-system-backup

http://www.ainonline.com/aviation-news/aviation-international-news/2012-05-02/gps-jamming-prompts-renewed-interest-system-backup

Права на перевод - ©GPSClub.ru

Публикация материала возможна при указании активной ссылки на источник перевода.
Сайтам, принадлежащим Gurtam Marketing, любое копирование материала запрещено.