Без даних від навігаційних супутникових систем пілоти будуть змушені садити літаки вручну, а капітани поведуть кораблі не туди...
Система глобального позиціонування все глибше проникає в наше повсякденне життя. Сьогодні вже важко собі уявити ефективне застосування військ без даних від навігаційних супутникових систем
Разом з цим виникає і ряд ризиків. Адже при знищенні супутників позиціонування під час збройного конфлікту армія і цивільне населення дезорієнтовані і несуть певний збиток. ЗМІ вже сьогодні рясніють повідомленнями про атаки на сигнали GPS. З метою мінімізації ризиків, просунуті країни світу активно розвивають і удосконалюють власні глобальні навігаційні системи, реалізують нові рішення і відкривають нові можливості.
Загрози сучасності - без координат не вийде нічого
Блага сучасності, крім надання певного комфорту і зручності несуть в собі і ряд ризиків. Наприклад, спотворення або відсутність сигналу навігації від звичної для нас GPS, може привести до того, що система неправильно визначить місце розташування об'єкта, а корабель або літак не зможуть належним чином визначити своє місце розташування.
Варіант моделі космічної обстановки / Ілюстрація з Монографії "Основи космічної ситуаційної обізнаності"
Все це створить хаос - пілоти будуть змушені садити літаки вручну, а капітани поведуть кораблі не туди. При цьому більшість користувачів смартфонів будуть дезорієнтовані. Припинять роботу служби, що працювали до цього часу безперебійно, наприклад доставка їжі, ліків або палива. Таким чином, противник може послабити країну, не використавши жодного солдата. Саме тому тема "навігаційної безпеки" є питанням державної ваги.
Особливо актуальною вона стала останнім часом, після повідомлень про блокування Росією сигналів GPS. Вперше про протиправну і провокаційну діяльність росіян стало відомо під час навчань "Захід-2017", що відбулися поруч з Прибалтикою, а потім повторилася в жовтні-листопаді 2018 року в рамках спільних навчань країн НАТО "Єдиний тризуб" в Норвегії.
GPS-спуфінг може вказати неправильні координати місця розташування кораблів, літаків і транспортних засобів, щоб ввести супротивника в оману
Так, в рамках "Захід-2017", де РФ зробила головний акцент на відпрацюванні дій військових в разі як локальної, так і більш широкої ескалації, з вираженим акцентом на концепцію A2AD (anti-access and area denial), активно були використані електронні засоби ведення війни, призначені для створення перешкод за межами позначених зон навчань. В результаті спостерігалися збої в роботі цивільних засобів комунікації і систем навігації, включаючи GPS, у віддалених регіонах Латвії і навіть в норвезькій області Фіннмарк.
А після навчань країн НАТО "Єдиний тризуб" (Trident Juncture) у 2018 році містерство оборони Норвегії публічно звинуватило Росію в причетності до збоїв в роботі GPS в районі Кольського півострова. Своєю чергою прем'єр-міністр Фінляндії заявив, що перешкоди для сигналу навігації створювалися навмисно і що за цим ймовірно стоїть Росія. Впливу зазнали фінський регіон Лапландія і північні території Норвегії близько російського кордону. Це вплинуло не лише на залучення військових в рамах навчань, а й на навігацію цивільної авіації в Арктиці.
У листопаді 2018 року Норвегія і Фінляндія висловили підозри, а пізніше отримали докази того, що Росія втручалася в роботу GPS-сигналів до і під час навчань Trident Juncture-2018, які проходили з 25 жовтня по 7 листопада 2018 року в Норвегії . На фото: пілоти конвертопланів Bell V-22 Osprey морської піхоти США під час навчань Trident Juncture на півночі Норвегії, 06 листопада 2018 року / Фото: US Marine Corps/Lance Cpl. Cody J. Ohira
Трохи пізніше, вже весною 2019 р американська неурядова організація C4ADS заявила, що Москва використовує технології по дезорієнтації системи супутникової навігації GPS в окупованому Криму.
У 2019 році американська неурядова організація C4ADS заявила, що РФ активно використовує технології дезорієнтації системи сухопутної навігації GPS в окупованому Криму і в Чорному морі
Використовуючи дані наукового сенсора Міжнародної космічної станції, організації вдалося ідентифікувати діяльність, яка представляє значну загрозу для GPS-систем цивільних авіаліній в регіоні. Крім цього аналітики виявили безліч прикладів діяльності щодо перешкоджання роботі Глобальної навігаційної супутникової системи GNSS на території Росії, на окупованих територіях України і на військових об'єктах за кордоном. Всього було виявлено 9883 випадки російського втручання в роботу GNSS в 10 місцях, які вплинули на роботу навігаційних систем 1311 цивільних кораблів. Дослідники також зафіксували спотворення сигналів GPS на територіях, де Росія проводить активні бойові дії, зокрема в Сирії.
У РФ зробили свої висновки по GPS. У Москві, наприклад, не довіряють інформації американської навігаційної системи. За словами Начальника штабу 15 армії Повітряно-космічних сил РФ генерал-майор Анатолія Нестечука, "аналіз останніх збройних конфліктів показав, що противник активно використовує можливість введення навмисних поправок в навігаційні характеристики своїх систем для дезінформації. І ми не можемо довіряти тій інформації, що отримується з приймачів GPS".
Однак варто зазначити, що створення перешкод для навігаційних інструментів противника є "ласим шматочком" не лише для РФ. Постановка перешкод приймачів GPS-сигналів ефективно використовувалася для боротьби із засобами наведення крилатих ракет під час операцій США та Великобританії в Іраку, а також "Рішучої сили" НАТО в Федеративній Республіці Югославії. Це призводило до самоліквідації крилатих ракет, а також до нештатного їх польоту по несанкціонованій траєкторії.
Порівняння геостаціонарної орбіти, орбіт супутників GPS, ГЛОНАСС, Галілео, Бейдоу (раніше Компас, середня навколоземна орбіта) та Іридій, Міжнародної космічної станції, космічного телескопу Габбл з радіаційними поясами Ван Аллена та номінальним розміром Землі / Автор: Ігор Зінченко
Навігаційні системи – в ідеалі потрібно мати свою
Саме розуміння таких ризиків, а також взаємна недовіра сприяли ще багато років тому розвитку різними країнами світу, особливо просунутими, окремих супутникових навігаційних систем – американської NAVSTAR GPS, європейської Galileo, китайської BeiDou/Compass, ну і російської ГЛОНАСС. Всі вони, в тій чи іншій мірі використовуються військовими.
США - NAVSTAR GPS
Об'єктивної однозначної відповіді на питання, яка система є кращою, на сьогоднішній день дати не зможе ніхто. Однак найбільш поширеною і такою, що найчастіше використовується, безумовно, є американська система NAVSTAR GPS. До її складу входять 32 космічних апарати, що обертаються на кругових орбітах в 6 орбітальних площинах на висоті 20183 км.
Типова точність сучасних GPS-приймачів приблизно 6-8 метрів. На території США, Канади, Японії, КНР, Європейського Союзу та Індії є станції WAAS, EGNOS, MSAS і т.і., передають поправки для диференціального режиму, що дозволяє знизити похибку до 1-2 метрів на території цих країн. При використанні більш складних режимів точність визначення координат можна довести до 10 см.
Супутник Navstar-GPS
Система характеризується максимальною надійністю і постійно оновлюється. Наприклад, відповідно до плану оновлення системи в період з 2010 по 2016 роки на орбіту виведені дванадцять супутників нової версії GPS IIF. З 2018 по 2023 роки планується поповнити угруповання 8 супутниками у версії GPS III – 2 з них вже знаходяться на орбіті. Згідно з планами також з 2025 по 2034 роки на орбіту виведуть ще 24 супутника в версії GPS IIIF. При цьому, система вдосконалюється в контексті поміхозахищеності.
РФ - ГЛОНАСС
Орбітальне угруповання російської системи ГЛОНАСС на сьогодні представлене 28 космічними апаратами, 24 з них використовуються за цільовим призначенням. На даний момент один апарат тимчасово виведений на техобслуговування. Ще по одному знаходяться в орбітальному резерві, на етапі введення в систему і на етапі льотних випробувань.
При цьому, судячи з повідомлень офіційних російських джерел, у ГЛОНАСС дуже багато проблем. Відомо, що на сьогоднішній день в другій і третій орбітальних площинах немає резервних супутників. Порядку половини супутників відпрацювали гарантійний термін.
Логотип проекту ГЛОНАСС
До надійності систем на поточний момент також є питання. Так, 2 квітня 2014 року відбувся великий збій в роботі системи ГЛОНАСС. Протягом майже 11 годин усі 24 супутники системи видавали некоректні дані, тобто система виявилася непрацездатною.
У середині лютого 2016 року подібна ситуація повторилась – система ГЛОНАСС перестала функціонувати на деякий час. Три супутника вийшли з ладу й на орбіті залишилось 21, тоді як для роботи ГЛОНАСС потрібно не менше 24 супутників. Супутник «Глонасс-738» був ушкоджений у результаті вибуху (скоріше за все — акумулятора); «Глонасс-737» було виведено з експлуатації через розрядження акумуляторної батареї; «Глонасс-736» втратив необхідну позицію через те, що у нього помилково було включено двигуни.
Модель космічного апарату Глонасс-К на виставці CeBIT
Поломку було усунено. З початку листопада 2017 року усі 24 супутники функціонують в штатному режимі. Але питання, чи можливе повторення подібних ситуацій, залишається актуальним.
Європа - Galileo
Європейська глобальна супутникова система Galileo, сумісна з супутниковими навігаторами GPS і ГЛОНАСС, проте на відміну від них не контролюється військовими. Однак, з 2008 року було дозволено її використовувати для військових операцій щодо забезпечення європейської безпеки. Орбітальне угруповання навігаційної системи налічує 26 супутників, з них на сьогоднішній день функціонують 22 одиниці.
Логотип проекту Galileo
Крім країн ЄС, розробку фінансували Китай, Ізраїль, Україна і Південна Корея. Система призначена для вирішення навігаційних завдань для будь-яких рухомих об'єктів з точністю менше одного метра. Вартість проекту становить близько € 5 млрд.
Система Galileo, як і раніше, знаходиться в стадії розгортання. Проте, її вже використовують за призначенням. Правда, з Galileo теж поки не все в порядку. У липні 2019 року в системі стався збій, який пов'язували з некоректною роботою наземної станції в Італії, що відповідає за передачу точного часу.
Графічне зображення супутникової системи Galileo
КНР - BeiDou
Китай, який претендує на місце однієї з головних світових наддержав, активно реалізує власну супутникову навігаційну систему - BeiDou (в перекладі з китайської означає "Північний ковш" або сузір'я Великої Ведмедиці). У Піднебесній розвиток цієї теми пояснюють необхідністю наявності власної системи при сучасному розвитку технологій, а також бажанням не залежати від американської GPS.
Логотип проекту BeiDou
23 червня 2020 року інформаційне агенство "Сіньхуа" з посиланням на інформацію Канцелярії з управління супутниковою навігаційною системою КНР повідомило про запуск з космодрому Січан в провінції Сичуань останнього з 55 супутників навігаційної системи "Бейдоу". Виведення на навколоземну орбіту був здійснений ракетою-носієм "Чанчжен-3B".
Китайська система BeiDou вважається єдиним конкурентом для США. З 1989 р вона пройшла три генерації і саме остання - BeiDou-3, безпосередньо конкурує з американською GPS, європейською Galileo і російською системою ГЛОНАСС. В системі Beidou-3 27 супутників Beidou-M, розташованих на середній круговій орбіті, п'ять супутників Beidou-G на геостаціонарній орбіті і ще три супутники Beidou-IGSO, розташованих на геосинхронних похилих високих орбітах.
Відмінною особливістю супутників є досить великий термін експлуатації. Елементна база дозволяє супутникам Beidou-M працювати в космосі приблизно 12 років, а Beidou-G - до 15 років. В цьому відношенні китайські супутники перевершують російські апарати "Глонасс-М" з терміном активної служби 7 років і "Глонасс-К" з терміном активної служби 10 років.
При цьому, за офіційними даними, точність визначення координат об'єкту для військової сфери системою Beidou становить до 2 м, для цивільної – до 10 м. Деякий час назад на навколоземну орбіту Китай вивів черговий супутник навігаційної системи Beidou - Qianqin II, в якому, як заявлено, використовується електронний чіп, що дозволяє визначати координати об'єкта з мінімальною похибкою.
Так, що вже сьогодні проглядається, що у найближчому майбутньому триватиме серйозна боротьба за споживачів між китайською системою Beidou і американською GPS.
Хоча США навряд чи віддадуть свій ринок, де тривалий час є монополістами. Саме тому Вашингтон вже давно працює над розвитком своєї системи глобального позиціонування. 1 жовтня 2019 року прес-служба американської корпорації Raytheon розповсюдила заяву про . Зараз йде фаза інтеграції та тестування системи.
Замовником нової системи зв'язку GPS виступили ВПС США. Нова система запуску та перевірки кібербезпеки GPS OCX (Block 0) вже використовувалася в 2018-2019 рр. для запуску першого модернізованого супутника GPS III. Система GPS OCX забезпечить підвищену точність роботи і збільшить покриття супутників у важкодоступних районах.
Як відзначають в компанії, запуск нового покоління системи повинен відбутися в 2021 році. В повідомленні Raytheon йдеться про те, що апаратне і програмне забезпечення нової системи вже розроблено, вона отримала позначення GPS OCX. Фахівці компанії приступили до фази її тестування, а також до інтеграції з обладнанням вже розгорнутої системи глобального позиціонування.
В США завершено процес створення супутникової системи навігації та зв'язку GPS нового покоління, відомої як GPS OCX
Сучасні загрози диктують нові тренди
Фактично, сучасні тренди вказують на триваючий розвиток систем глобального позиціонування і особливу роль, яка їм приділяється з боку розвинених держав і союзів. При цьому, кожна з країн, розуміючи ризики і загрози безпеці, пов'язані з порушенням роботи аналогічних систем інших країн, послугами яких доводиться користуватися, намагаються розвивати власні навігаційні системи, стійкі до активних дій.
Крім того, інженери шукають нові технічні рішення. Наприклад, зовсім нещодавно, після серії зломів і збоїв в системі GPS, військові сили США і кілька американських лабораторій, заявили про проведення робіт над створенням нового квантового навігатора, який може повністю змінити глобальні пошукові системи, позбавивши їх потреби в супутниках. А компанія Volkswagen навіть оголосила, про плани протестувати в реальних умовах навігатор, що працює за допомогою квантових обчислень. Як стверджує концерн, це перший в світі подібний експеримент по оптимізації дорожнього руху.
Хто знає, може незабаром роль супутникового глобального позиціонування зменшитися і замінитися чимось іншим, а може і ні ....
Очевидно одне – бажання розвинених країн бути незалежними в питанні отримання точних координат місця розташування для застосування своїх військ, а також уникнення загроз нормальному функціонуванню сучасної держави в складній міжнародній обстановці, лише посилиться.
