GPS управляет сегодня всем. Запуск нового спутника продолжает масштабное обновление. Эта система гораздо больше, чем просто маршруты проезда. Управляемый космическими силами США, GPS влияет на высокотехнологичный мир, в котором мы живем.
Ракета SpaceX Falcon 9 со спутником
Ракета SpaceX Falcon 9 поднялась в небо с мыса Канаверал (штат Флорида), неся квадратный, усеянный антеннами спутник GPS к месту назначения на расстоянии 20 100 километров, к так называемой средней околоземной орбите. С этой отдаленной точки обзора спутник совсем скоро начнет передавать сигналы, которые помогут вам найти дорогу к новому дому вашего двоюродного брата в пригороде или к выбранному вами месту отдыха.
Глобальная система позиционирования стала жизненно важной
Глобальная система позиционирования стала жизненно важной почти для всей инфраструктуры. GPS сообщает нам, где мы находимся, и помогает нам добраться туда, куда мы направляемся. Она играет решающую роль в финансовых операциях и биржевых торгах, прогнозировании погоды, мониторинге землетрясений и поддержании работы электросети.
"Измерить общую ценность технологии GPS практически невозможно, настолько она велика", - пишет Грег Милнер в книге Pinpoint, вышедшей в 2016 году.
Именно поэтому эксперты и законодатели уже давно беспокоятся о подверженности GPS помехам и подделке. Большинство людей не осознают, насколько они зависят от GPS изо дня в день. GPS является ведущей услугой среди всего лишь нескольких глобальных навигационных спутниковых систем.
Что способствует работе технологии GPS
Что делает GPS всегда доступным ресурсом и такой же надежной услугой, как электричество или вода в вашем доме? Это покрытие, обеспечиваемое спутниками!
Всего имеется 31 спутник, который обеспечивает его работу. При этом 24 считаются минимальным количеством для того, чтобы GPS функционировала должным образом. Эти две дюжины расположены в шести орбитальных плоскостях, так что вы всегда находитесь в поле их зрения. Остальные семь, по сути, служат запасными частями, которые будут заменяться по мере необходимости. Хотя они непрерывно посылают сигналы на Землю, которые вы улавливаете в своем телефоне, фитнес-трекере или спутниковом навигаторе, эти спутники не знают, где вы находитесь. Они просто вещают, как радиостанция в космосе.
Спутник GPS III
Спутник GPS III высится на объекте Lockheed Martin в Литтлтоне, в штате Колорадо. Его полосатые элементы сверху - это антенны, которые будут направлены на землю, когда спутник окажется на орбите.
"Спутники GPS на самом деле являются просто высокоточными атомными часами, подключенными к радио, передающему сигнал времени", - объясняет Дана Говард, президент Фонда устойчивой навигации и синхронизации, базирующегося в округе Колумбия.
На земле ваш iPhone или телефон Galaxy, благодаря чипу GPS, принимает сигналы от четырех или более спутников. Благодаря этому можно вычислить, где вы находитесь и пребываете ли вы в движении.
"Все спутники передают сигналы, и они синхронизированы довольно точно", - говорит Скотт Бергетт, директор компании GNSS, которая занимается разработкой программного обеспечения и производит устройства и гаджеты, включая фитнес-трекеры и умные часы.
Данные GPS преобразуются в высокоточную трехмерную информацию о местоположении: широту, долготу и высоту, а также скорость и направление. Именно здесь в игру вступают карты Google, Apple и другие географические информационные системы.
Что делают космические силы
Космические силы эксплуатируют и поддерживают систему GPS. Каждый спутник представляет собой контейнер для хранения капсул, он металлический с солнечными батареями, торчащими, как пара крыльев. Эти спутники совершают два оборота вокруг планеты каждый день. Даже несмотря на то что их орбиты точно запрограммированы, им все равно необходимо, чтобы их траектории полета отслеживались круглосуточно.
Финансирование для поддержания работы идет через Пентагон. Бюджет программы GPS космических сил на 2021 финансовый год составляет почти 1,8 миллиарда долларов, также существует гражданский надзор. Министерства обороны и транспорта являются сопредседателями Национального исполнительного комитета правительства США по космическому позиционированию, навигации и синхронизации, они координируют вопросы, связанные с GPS.
GPS III нового поколения
Как и любая технология, GPS нуждается в регулярном обновлении, но уже появляются GPS III нового поколения. Вот что обещает это обновление: сигналы будут в три раза сильнее, и у них будет в восемь раз больше возможностей защиты от помех, хотя мы с вами, вероятно, не увидим кардинальных изменений в ближайшее время. По прогнозам, срок службы спутников составит 15 лет, что вдвое больше, чем у аналогов начала предыдущего поколения. При этом стоит отметить, что старые версии, как правило, работают дольше, чем это ранее ожидалось.
Первый спутник GPS III, построенный компанией Lockheed Martin на заводе в Литтлтоне (штат Колорадо), стартовал в конце 2018 года и начал функционировать в январе 2020 года. Второй, третий и четвертый также начали функционировать в течение этого года. Спутник, который стартовал совсем недавно, получивший название SV05, является первым GPS III, который запущен в 2021 году, и Космические силы ожидают, что он заработает через несколько месяцев.
Слабые места GPS
Может показаться, что GPS почти идеален, но он гораздо уязвимее, чем вы можете себе представить. Если вы живете в городе с высокими зданиями, вам, вероятно, приходилось ждать довольно долго, пока водитель из службы экспресс-доставки доберется до того места, где вы находитесь. Дело в том, что здания блокируют спутниковые сигналы и навигация через интернет снижается.
Тем не менее, несмотря на некоторые уязвимости, в настоящее время всем управляет GPS!
