Эксперт: Для защиты геопространственных данных и мира нам нужно пуленепробиваемое время
Согласно отчёту Boston Consulting Group от 2012 года, геопространственные сервисы уже тогда принесли $1,6 триллиона и привели к экономии $1,4 триллиона ежегодно в экономике Соединенных Штатов. Большинству людей трудно представить себе такие большие числа.
Представьте себе, каково значение геопространственных данных сегодня, восемь лет спустя. Можно уверенно предположить, что мир не может жить без геопространственных данных. По крайней мере, жизнь будет не такая, как сейчас.
Но геопространственные сервисы почти полностью зависят от глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). Эти спутниковые системы предоставляют услуги, известные как позиционирование, навигация и синхронизация (PNT). Из трёх наиболее важным является синхронизация – или тайминг.
Все спутники ГНСС и почти все наземные передатчики PNT с широкой зоной действия – это просто высокоточные часы, передающие сигнал времени. Приёмники обнаруживают сигналы времени от нескольких передатчиков, измеряют разницу и вычисляют их местоположение. Очень сложно сделать это вручную, но быстро и легко – с правильной математикой и компьютерными чипами.
Эти сигналы времени поддерживают геопространственные сервисы, а также выполняют многие другие важные технологические роли. Они синхронизируют сети, транзакции с отметками времени, обеспечивают мультиплексирование спектра, который раньше предназначался только для однократного использования, осуществляют цифровое вещание… список можно продолжать и продолжать.
Десятки тысяч предприятий и миллионы приложений были созданы вокруг сервисов PNT на основе ГНСС. Однако эти сигналы из космоса очень слабые, и их легко заблокировать (глушение) или заменить ложными, вводящими в заблуждение сигналами (спуфинг). Они могут разрушаться на длительное время из-за солнечных вспышек. Случайные помехи от электроники любого типа – обычная проблема для отдельных пользователей. В ходе ограниченной двухлетней выборки проект Европейского союза Strike3 обнаружил около 500 000 случаев радиочастотных помех в диапазонах ГНСС, но только около 10% из них были оценены как преднамеренные нарушения.
По этим и многим другим причинам в 2004 году Джордж Буш санкционировал создание в США резервных средств для поддержки национальной и экономической безопасности – когда GPS недоступен. Хотя эта возможность всё ещё не реализована по нескольким причинам, которые слишком сложны, чтобы описывать их здесь, это всё же можно сделать относительно недорого и быстро.
«В официальном документе, который я написал вместе с двумя известными экспертами по PNT и сетям и который был недавно выпущен нашим Фондом, описываются угрозы для тайминга в США и способы их устранения, - пишет Дана А. Говард, президент Фонда Resilient Navigation and Timing Foundation (надёжные навигация и тайминг). – В нём также обсуждается, как решить многие вопросы руководства, адаптации и другие политические вопросы, которые имеют ключевое значение для безопасности нации. В документе описывается архитектура, которая предоставляет всем пользователям два, а большинству пользователей три независимых пути для доступа к точному Всемирному координированному времени (UTC). Эти три метода реализуются через ГНСС, беспроводную наземную систему под названием eLoran (варианты которой можно найти в большинстве стран мира) и оптоволоконные сети. Пользователи, которые обращаются к двум или трём из этих путей одновременно, чтобы получить качественный тайминг, будут практически полностью защищены от сбоев».
Обеспечение отказоустойчивых и надёжных сервисов тайминга станет прочной основой для широкого спектра инфраструктуры, на которой технологи и инженеры из многих областей могут строить будущее.
Например, телекоммуникационным сетям 5G требуется тайминг для нескольких целей, включая синхронизацию и эффективное использование спектра. Представленная в документе «Устойчивая национальная архитектура тайминга» обеспечит надёжную синхронизацию систем 5G, что упростит и удешевит их создание и эксплуатацию. В перспективе это также может позволить 5G стать основой для высокоточных служб определения местоположения и навигации, которые отчаянно необходимы для беспилотных автомобилей, дронов и других автономных систем.
«Короче говоря, Resilient National Timing Architecture будет инфраструктурой, поддерживающей другую инфраструктуру. Как закопанный фундамент небоскреба. Не так легко заметны для публики, но абсолютно необходимы для предотвращения падения всего, что находится над ним».
Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный канал на TamTam