Система геопозиционирования GPS уже давно перешла в разряд чего-то само собой разумеющегося. Включая мобильный телефон, чтобы определить свое местоположение, пользователи даже не задумываются о количестве и принадлежности обеспечивающих эти координаты спутниках, как это происходит и почему еще два десятка лет назад точность позиционирования была гораздо меньше, чем сейчас.
И вот теперь, как официально заявляет глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин, США всерьез изучают возможность отключения России от системы GPS. В рамках, разумеется, очередных антироссийских санкций. Угроза эта воспринимается в России вполне серьезно, и, например, Росавиация рекомендовала авиакомпаниям подготовиться к полетам без использования американской глобальной навигационной спутниковой системы (GPS).
Как работает GPS
Для понимания возможности и сложности отключения системы GPS над одной отдельно взятой страной требуется понимать принцип работы системы. На орбите в постоянном движении находятся несколько спутников, излучающих синхронизированный радиосигнал. Приемник пользователя должен получить сигнал как минимум от четырех спутников, чтобы корректно определить точку, в которой он находится. Трех спутников недостаточно, иначе мы получим точку без значения «высоты».
Сам приемник в смартфоне или навигаторе ничего не излучает. Он только принимает сигнал, определяет, за какое время сигнал от какого из спутников его достиг, и на основании этих вычислений определяет точную координату места.
Есть еще третья составляющая – наземные станции, расположенные на поверхности планеты. Дело в том, что Земля – не идеальный шар, соответственно, требуется коррекция и уточнение прогнозируемого положения космических аппаратов, чтобы ускорить работу устройства. Этим занимаются наземные станции, они вычисляют точное местоположение спутников, которое вносится в альманах и рассылается на устройства. Без наземных станций и их постоянной работы уменьшится точность определения координат. Изменение орбиты спутника будет вносить постепенно увеличивающиеся ошибки в точность позиционирования.
Теперь о количестве спутников. Всего для работы системы требуется 24 космических аппарата. Уменьшение их количества создаст места, где система геопозиционирования будет работать хуже, чем надо. В настоящее время у системы GPS 32 космических аппарата на орбите, у ГЛОНАСС 25 (используется 23), есть еще глобальные китайская Beidou и европейская Gallileo.
Современные чипы используют сигналы сразу от всех систем. В этом легко убедиться, установив на мобильный телефон программу «GPS тест»: она показывает, сколько спутников и каких систем видит и использует телефон в реальном времени.
Можно ли отключить GPS?
Для начала определимся с тем, что именно и на каком участке местности отключаем. Очень часто, говоря о GPS, имеют в виду не только американскую спутниковую систему, но вообще используют этот термин для обозначения всех систем геопозиционирования.
Выключить все системы, включая российскую ГЛОНАСС, без того, чтобы начать третью мировую войну и посбивать все спутники, просто нельзя. Американцы могут отключить именно свою систему – GPS. К слову, еще двадцать лет назад американская система геопозиционирования имела два разных радиосигнала – менее точный для гражданских устройств и более точный для военных.
Военный код имел большую, чем у гражданского, длительность PRN-кода для того, чтобы его было сложно заглушить, и чтобы не возникало коллизий неоднозначности по дальностям (для гражданского сигнала GPS эта неоднозначность составляет около 300 км). Военный код был точнее за счет в десять раз более высокой частоты модулирующего кода, 10.23 МГц против 1.023 МГц.
Можно ли сделать это над конкретным местом? Нет, нельзя. Приблизительно каждый спутник «доносит» свой сигнал до площади поверхности Земли размером 4 тыс. на 4 тыс. километров. Поэтому даже если выключать сигнал во время прохождения космических аппаратов над поверхностью России, придется оставить без нормального сигнала Европу и еще множество рядом лежащих стран.
Американцы могут выключить наземные станции, работающие на территории России. Да, эта мера реальна. Но, как уже говорилось ранее, она может привести лишь к незначительному снижению точности получаемых сигналов, и то если используемое устройство работает исключительно с системой GPS. В противном случае за счет сигнала от других спутников система внесет необходимые поправки.
Есть еще один вариант – внесение помех с помощью наземной станции. Но это можно обеспечить только на границах страны на небольшую глубину и при помощи военных соединений РЭБ других стран. Но если попытаться провернуть такой фокус на территории России, можно считать, что перед нами практически «казус белли». Ведь от такого действия могут пострадать не только навигаторы, как бытовые, так и, к примеру, авиационные, но и системы автоматизации (АСУ ТП) на самых разных производствах.
Поэтому отключение GPS – это исключительная угроза. Причем в случае ее применения больнее может быть каким-то американским системам на территории России, чем обычным навигаторам в смартфонах. Те, как уже говорилось, в большинстве используют все возможные системы для большей точности позиционирования.
Да, военные США время от времени проводят учения, в которых по условиям противник уничтожил систему GPS, и приходится использовать инерциальные системы определения координат. Но это, скорее, обучение на случай предполагаемой опасности, нежели реальная стратегия отключения GPS и последующих действий в одной отдельно взятой стране. В реальности шансов, что кто-то отключит свою систему, пусть и на территории противника, очень мало – слишком много плохих последствий, а выгода неочевидна. Российские военные просто продолжат использовать ГЛОНАСС.
Потому, потому, что мы пилоты?
Тогда к чему поручение Росавиации «Госкорпорации по ОрВД» оказывать помощь экипажам летательных аппаратов при отключении GPS? Зачем пилоты получили рекомендацию немедленно уведомлять авиадиспетчеров о сбоях, ухудшении и аномальной работе GPS и связанной с ней авионики? Кроме этого, ведомство рекомендовало перевозчикам оценивать риски и ограничения, обусловленные неполадками в работе навигационных приборов и бортовых систем, использующих систему GPS. Все так плохо?
Первопричиной поручения указано сообщение «Агентства ЕС по безопасности полетов» (EASA), после 24 февраля участились случаи «глушения» и возможной подмены сигналов GPS (спуфинг). Они наблюдались на различных этапах полетов в районе Калининградской области, вблизи стран бассейна Балтийского моря, в восточной части Финляндии, в Черном море, в районе Восточного Средиземноморья, Израиля, Кипра, Ливана, Сирии, Турции и северной части Ирака.
Было бы странно связывать эти события даже с теоретической возможностью подготовки к отключению GPS в России или где-то еще. Скорее всего, это просто совпало с озвучиваемыми с обеих сторон угрозами о возможности отключения.
Тогда что делать в таком случае? Стоит ли бояться возможного отключения GPS? Нет – по нескольким причинам.
Во-первых, точечное отключение этой системы невозможно, а попытка отключить сигнал во время пролета спутников над территорией России приведет к огромному количеству проблем для случайных соседей России по планете и для самих США. А во-вторых, созданный в свое время и поддерживаемый сейчас ГЛОНАСС стал наилучшей прививкой от серьезных последствий такого самоубийственного для США решения. Можно спать спокойно, навигатор в телефоне продолжит работать исправно.