Авиаторы США собираются отказаться от использования GPS к 2025 году

17 октября авиадиспетчеры в аэропорту Даллас/Форт-Уэрт в Техасе (США) получили тревожное сообщение. Их предупредили, что помехи GPS делают навигацию ненадёжной в пределах 40 морских миль от аэропорта. Инцидент, в результате которого была закрыта взлётно-посадочная полоса, повторил аналогичный сбой GPS в аэропорту Денвера в январе. Согласно одному отчёту, столкновение в небе над Колорадо удалось предотвратить только в последнюю минуту.

Авиация — это всего лишь один сектор, который использует GPS, или, точнее, ГНСС — глобальную навигационную спутниковую систему, общий термин для всех спутниковых навигационных созвездий, которые включают GPS и Galileo — для определения времени и местоположения. Другие отрасли, в том числе энергетика, телекоммуникации и радиовещание, также зависят от ГНСС для определения времени и могут погрузиться в хаос, если сигналы из космоса будут нарушены. В результате Национальная физическая лаборатория (NPL), официальный хронометрист Великобритании, в настоящее время разрабатывает систему передачи сигнала времени, которая будет обходить спутники, будучи более устойчивой к случайным или преднамеренным помехам.

В то время как большинство редко задумывается о роли точного времени в повседневной жизни — за исключением, возможно, случаев перевода часов на один час, чтобы отметить смену времён года, как это произойдет в большинстве стран Европы — усилия NPL по защите целостности сигналов времени подтверждает, насколько важна эта невидимая полезность.

Глобальным стандартом гражданского хронометража является всемирное координированное время или UTC. Оно основано на данных, собранных с атомных часов, хранящихся в более чем 70 лабораториях хронометража по всему миру. Данные усредняются ежемесячно и публикуются в бюллетене. Время от времени добавляются високосные секунды, чтобы время, измеряемое атомными часами, не сбивалось с направления вращения Земли. Спутники ГНСС, имеющие на борту атомные часы, синхронизированы с UTC.

«Практически вся цифровая инфраструктура так или иначе зависит от GPS или ГНСС для определения времени, — говорит Леон Лобо, возглавляющий Национальный центр синхронизации NPL. Но эта зависимость подвергает инфраструктуру известной уязвимости: сигналы из космоса относительно слабы и могут быть заглушены электронными помехами.

Доброкачественные помехи могут исходить из множества источников: запланированные военные учения с использованием электронного оборудования, солнечные бури и даже некоторые застроенные городские районы. Проблемы также могут быть злокачественными по происхождению. Россию подозревают в глушении сигналов GPS на Украине, создании помех для навигации и картографирования. Спуфинг представляет собой ещё один риск, особенно в судоходстве — это происходит, когда поддельные сигналы передаются для подавления подлинных сигналов ГНСС, потенциально заманивая суда в места, где они могут быть захвачены.

Преднамеренно или нет, ненадёжные сигналы — плохие новости во всех отношениях. Они могут отменять рейсы, как в Денвере и Техасе, нарушать работу аварийно-спасательных служб и поражать электрические сети. Балансировка электрических нагрузок во избежание отключений требует знания токов в разных узлах сети с точными временными привязками. Различные части сети должны быть синхронизированы, и это делается с помощью системы мониторинга, которая получает сигналы времени от GPS. Специалисты считают, что очень важно иметь возможность защищать подобную инфраструктуру путём предоставления сигналов времени, которые не зависят от спутников.

Один из планов состоит в том, чтобы построить на территории Великобритании несколько защищённых объектов, связанных оптоволоконной сетью, которая затем распространит наземные сигналы времени по всей стране. NPL, которая передаёт сигнал национального времени от радиопередатчика в Камбрии, уже обеспечивает выделенную оптоволоконную линию связи с лондонским Сити, позволяя фиксировать время рыночных транзакций с точностью до микросекунды (точность позволяет проводить судебный анализ данных по необычным сделкам). Другой вариант — использовать спутники связи, а не ГНСС. Ключевым моментом является создание наземной сети хронометража с различными режимами работы — и, следовательно, с разными режимами отказа — чтобы всегда была резервная копия.

Федеральное авиационное управление США, которому ещё предстоит сообщить о причинах инцидентов в Денвере и Техасе, хочет отказаться от ГНСС к 2025 году, что Лобо называет «невероятно агрессивным» действием. Обзор, проведенный правительством Великобритании в 2018 году, показал, что отсутствие сервисов ГНСС будет стоить национальной экономике около 1 миллиарда фунтов стерлингов в день, и сообщил, что это было добавлено в Национальный реестр рисков.

Это было, конечно, до пандемии. С тех пор цифровая инфраструктура стала ещё более важной. Времена изменились — и способ, который определяет точность времени, тоже должен измениться.

Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Telegram-канал