Жители США верят в свою глобальную систему позиционирования (GPS) в плане точного определения местоположения, которая помогает ориентироваться в дикой природе – либо с помощью смартфонов и аналогичных устройств, либо с помощью бумажных карт с разумно правильными позициями объектов, пишет Рекс Сандерс – геолог, физик и блогер. Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) произвели революцию в определении местоположения, навигации и времени. Тем не менее, у них есть множество физических ограничений и антропогенных проблем, которые могут сбить туристов с пути.

Туристы могут обхитрить коварную GPS, сохраняя собственную пространственную осведомлённость. Неприемлем вариант просто идти прямо, пока дорогие умные часы не прикажут вам повернуть. Вместо этого следует периодически сопоставлять электронные или бумажные карты с реальными объектами, такими как ручьи, пруды, вершины и перевалы. Тогда вы можете распознать, когда GPS вводит вас в заблуждение.

Хороший 🙂

Недавно созданные космические силы США теперь используют систему GPS, включающую 31 спутник на орбите. При хорошей видимости неба, смартфоны, GPS-картографы, спутниковые коммуникаторы и даже умные часы часто могут определить ваше местоположение в пределах менее чем 6 футов (2 метров). Всего несколько десятилетий назад глобальная радионавигационная система (Omega) имела точность около 4 миль (6,4 километра), используя приёмник размером больше чемодана – плюс гигантскую антенну плюс источник питания. Многие туристы получали гораздо лучшее позиционирование, используя хорошую карту и дешёвый компас.

Спутники GPS также способствуют обнаружению взрывов ядерных бомб и ретрансляции спасательных сообщений персонального локаторного маячка (PLB).

Федеральное авиационное управление США (FAA) управляет широкозонной корректирующей системой (WAAS), используя три геостационарных спутника, которые покрывают Северную Америку. WAAS обеспечивает коррекцию в реальном времени сигналов GPS, искажённых атмосферой, и может более чем вдвое увеличить точность определения местоположения. FAA предназначало систему для поддержки самолётов, но и большинство GPS-устройств, используемых туристами, включают приёмники WAAS. Европейский союз управляет аналогичной системой EGNOS для Европы. Эти схемы повышают точность ГНСС в некоторых других регионах мира.

Тем не менее правительство США продолжает совершенствовать технологию GPS. Они начали запускать спутники следующего поколения, которые к концу 2020-х годов с помощью новых приёмников могли бы давать координаты с в три раза большей точностью. Вы стоите на левой стороне тропы или на правой? И вам нужен смартфон, чтобы сказать вам об этом? Новые спутники также включают в себя более сильные сигналы и другие технологии, которые сделают получение точного положения в густых лесах ещё проще.

На сегодня действуют ещё три ГНСС-сети. Европейский союз поддерживает Galileo с 22 спутниками. Российская Федерация оперирует системой ГЛОНАСС с 24 космическими аппаратами. И, наконец, BeiDou, запущенный и управляемый Китайской Народной Республикой, использующий 35 спутников. Все три сети планируют или уже внедряют обновления для повышения точности.

Эти системы очень похожи. На самом деле, многие устройства могут принимать и обрабатывать сигналы из нескольких сетей. Доступ к большему количеству спутников приводит к более быстрым позициям и лучшему охвату в городах, лесах и каньонах. Однако в настоящее время устройства в США могут легально использовать только GPS и Galileo.

Плохой 🙁

У GPS и других ГНСС-сетей есть свои проблемы. Несмотря на запуск всё более мощных спутников, деревья, здания и горы могут блокировать сигналы из-за простой физики. Солнечные вспышки могут скремблировать спутниковые сообщения. А радиоволны GPS могут отражаться от зданий и гор, создавая многолучевые ошибки, потенциально сдвигая ваше сообщённое местоположение на сотни ярдов (метров). Смартфоны и подобные им потребительские устройства особенно уязвимы.

Ваша позиция GPS может не совпадать с тем, что есть на вашей карте, по многим причинам. Каждая карта использует датум или упрощённую математическую модель формы Земли, каковых есть в доступности несколько. Но если ваш смартфон сообщает вашу широту и долготу, или координаты UTM, используя другой датум, построенная позиция может быть отклонена на много ярдов (метров).

Кроме того, карты могут содержать ошибки. Даже топографические карты USGS имеют различные стандарты точности. Эта горка, на которой вы стоите, может выглядеть так, как будто она всё ещё находится на расстоянии многих ярдов (метров) от вашего GPS-устройства; ещё одна причина доверять своим «лживым» глазам вместо «умных» часов.

И, естественно, все GPS-устройства требуют батарей и электроники, которые могут отказать в любой момент. Вы же не хотите смотреть в недоумении на пустой экран где-нибудь в глубинке, если это будет ваше единственное средство навигации.

Уродливый D-:

(или «злой» (ugly), если цитировать известный фильм)

Что ещё хуже, человеческая деятельность может заглушить или подменить GPS – намеренно или непреднамеренно. Глушение происходит, когда другой радиосигнал на той же частоте подавляет сообщение, которое вы пытаетесь получить, а сигналы GPS заведомо слабы. Подмена – это когда кто-то посылает поддельные сигналы GPS, которые вводят вас в заблуждение. Но поддельные и заглушённые радиоволны не останавливаются на одном приёмнике.

Глушение 🙁 )

Глушат сигнал гораздо чаще, чем вы думаете. Водители используют дешёвые, но незаконные глушилки GPS, чтобы предотвратить отслеживание грузовиков и легковых автомобилей. Один грузовик с глушилкой, припаркованный рядом с Международным аэропортом Ньюарк Либерти в Нью-Джерси, мешал посадке самолётов, пока власти не выследили его. Даже легковые и грузовые автомобили с глушилками, движущиеся по близлежащим шоссе, вызывают проблемы. Незаконная глушилка, оставленная включенной в машине, припаркованной в начале тропы с хорошим обзором, может блокировать сигналы GPS на большой площади.

Три плохо спроектированные усиленные телевизионные антенны сделали GPS бесполезным для кораблей, лодок и исследователей в гавани Мосс-лэндинг в Калифорнии, что вызвало длительное расследование. Сельская телевизионная антенна может оказать такое же воздействие на туристов, особенно если она установлена достаточно высоко, чтобы улавливать отдалённые станции.

Военные учения по постановке помех в США вызвали много проблем для гражданских самолётов, в том числе сбили некоторые из них с курса. Члены сообщества БПЛ иногда сообщают о проблемах GPS в момент, когда они видят военные самолеты у себя над головой.

Что ещё страшнее, так это то, что когда мы получим самоуправляемые автомобили, глушение GPS может вызвать кошмары ещё только на пути к месту старта нашего маршрута или обратно.

Спуфинг :-X

В течение многих лет эксперты считали, что GPS-спуфинг слишком сложен для эффективного использования. Но теперь пошаговые инструкции с использованием недорогих запчастей и программного обеспечения с открытым исходным кодом висят на YouTube. Есть множество сообщений о жертвах спуфинга – лодках, кораблях, самолётах, беспилотниках, грузовиках и автомобилях, сбивающихся с курса.

Случайная спуфинговая атака на конференции GPS в Портленде, штат Орегон, скремблировала многие смартфоны самым неожиданным образом, некоторые в течение нескольких часов даже после того, как передачи прекратились. Большинство телефонов отправляло их владельцев во Францию до тех пор, пока эксперты не приняли экстраординарные меры по перезагрузке устройства. Даже американские военные – в поиске неспутниковых навигационных систем в качестве замены GPS.

Хакеры потенциально могут установить приложение для подмены GPS на ваш смартфон или умные часы без вашего ведома. Эти приложения обманывают ваше устройство, показывая альтернативное местоположение, не посылая радиоволны. Некоторые люди намеренно устанавливают его, чтобы обмануть установленное на рабочем месте приложение отслеживания или получить преимущества для водителей доставки. Эти приложения также являются фаворитами некоторых игроков Pokémon Go. Давно забытое или хорошо спрятанное приложение может вызвать серьёзные проблемы в малонаселённых и отдалённых районах.

Вывод

GPS и подобные системы – это замечательные технологии, которые преобразили многие скрытые и видимые стороны современной жизни. Я бы не хотел возвращаться к существовавшим до ГНСС навигации и времени по многим причинам.

Однако проблемы с GPS могут быть гораздо большие, чем неудобство для туристов, бездумно следующих указаниям умных часов. Если вы когда-нибудь активируете PLB или нажимаете кнопку SOS на спутниковом коммуникаторе, эти устройства также передают ваше местоположение GPS. Хотя это обычно огромная помощь для поисково-спасательных команд, есть много сообщений о неточных местоположениях GPS, которые сбивают их с пути – или даже заставляют их полностью отказаться от поиска.

Для трекеров, чтобы их могли найти, несмотря на многомиллиардные навигационные системы, смартфоны стоимостью 1500 долларов и соответствующие умные часы стоимостью 900 долларов. Мы должны разумно использовать GPS-сети и GPS-зависимые устройства, распознавая, когда они вводят нас в заблуждение, и оставаясь в безопасности, когда они терпят неудачу. Простая бумажная карта, недорогой компас и несколько простых в освоении навыков могут превратить потенциальную катастрофу в лёгкое неудобство.

Источник: http://vestnik-glonass.ru/news/intro/gps-khoroshiy-plokhoy-zloy/