Альтернативная навигационная система основана на данных о молниях
Новое исследование того, как молнии влияют на верхние слои земной атмосферы, сможет помочь армии США защититься от атак на GPS, говорят исследователи из Университета Колорадо (Денвер). Речь идёт как о глушении, так и о спуфинге (когда реальный сигнал подменяется фэйковым).
Навигационный сигнал – слабый и в силу этого подвержен недружественным манипуляциям. Речь идёт, конечно, о «происках» коварных русских. Так, в 2016 году они, якобы, установили в 250000 своих вышках сотовой связи системы глушения GPS-сигнала. В середине прошлого года торговое судно из США на 30 миль отклонилось от курса и едва не впилилось в берег.
По этим причинам DARPA, как сообщается изданием Forbes, ищет высокоточные альтернативные системы на замену GPS. Одна из них включает в себя использование верхней ионосферы Земли для очень низкочастотного (VLF, 3-30 кГц) позиционирования, навигации и тайминга.
Ионосфера, радио-отражающий регион верхней атмосферы, возможно, лучше всего известна широкой публике своей ролью в распространении радиосигнала АМ. Сегодня американские 50000-ваттные станции зависят от этой уникальной части атмосферы, которая отражает их сигналы на слушающую территорию.
Военные запускают программу STOIC (пространственная, временная и ориентационная информация в спорной среде), которая будет использовать привязанную к Земле навигацию в качестве дублёра GPS. Программа, которую будет осуществлять Университет Колорадо в Денвере, будет использовать VLF-волны.
«Эти волны имеют глобальное распространение благодаря отражению от верхних слоёв атмосферы, - рассказывает Марк Головски из Университета Колорадо в Денвере, руководитель программы. – Для генерации VLF-волн требуются очень большие и дорогие трансмиттеры, так что угроза глушения и спуфинга нереальна».
В статье, опубликованной в The Geophysical Research Letters, университетская команда использует измерения молний, чтобы определить границу этого верхнего атмосферного слоя, труднодостижимого в силу своей близости к космосу. Расположенная в 40-60 милях над земной поверхностью, она слишком высока для самолётов или аэростатов, слишком низка для спутников и недостаточно плотна для прямого радио-зондирования. В силу этого чрезвычайно трудно измерить эту часть атмосферы в реальном времени.
Команда разработала метод измерения этого труднодоступного региона с использованием электромагнитных волн от молнии. Каждую секунду по всему миру происходит от 40 до 50 вспышек молнии. Оценивая скорость распространения Экстремально низкочастотных (ELF) волн от молний, возможно оценить в реальном времени состояние нижней части верхней ионосферы, говорит Голковски.
Команда надеется, что это новое исследование поможет улучшить старую систему позиционирования Navy VLF, которая использует исторические данные о среде, чтобы спрогнозировать позицию ионосферы в каждый определённый момент.
«В рамках программы STOIC мы мониторим ионосферу, используя VLF-приёмники, а потом рассчитываем движение ионосферы в реальном времени, - говорит Дейв Тремпер, программный менеджер из DARPA. – С этими данными мы можем преобразовывать ионосферные модели в реальном времени, что существенно снижает ошибку в позиционировании. STOIC не заменит GPS. Но по точности она его догоняет».
Позиционирование этим методом наиболее применимо для кораблей в море. Сейчас систему тестируют в Атлантике.
Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный канал на TamTam