Ha azt mondom, hogy a GPS szolgáltatások világszerte egyre gyakrabban akadoznak vagy szándékosan zavarják őket, nem lep meg? Pedig ez a valóság, és komoly gondokat okoz szinte minden iparágban – legyen szó közlekedésről, telekommunikációról vagy akár pénzügyi rendszerekről. A globális helymeghatározó rendszerek (GNSS), mint például a GPS, nélkülözhetetlenek a pontos hely-, idő- és navigációs adatokhoz. Csakhogy ezek a jelek rendkívül sérülékenyek: könnyen zavarhatók vagy hamisíthatók. Ezért is izgalmas az a friss kutatás, amely szerint a low-Earth orbit (LEO) műholdak rádiójelei megbízható alternatívát kínálhatnak.
Miért kell új megoldás a GPS helyett?
A GPS jelek gyengesége és sebezhetősége nem újdonság, de az utóbbi években ez a probléma egyre égetőbbé vált. Gondolj csak bele: ha egy repülőgépen vagy hajón egyszer csak eltűnik a GPS jel, nincs kéznél gyors megoldás. Ez nem csak kényelmetlenség, hanem akár életveszélyes helyzeteket is eredményezhet.
Zak Kassas, az Ohio State University professzora és az intelligens közlekedési rendszerek szakértője szerint azonban már vannak működőképes megoldások. Kutatócsoportja olyan technológiát fejlesztett ki, amely kihasználja a Starlink és OneWeb műholdak jeleit – eredetileg internetkapcsolatot biztosító LEO konstellációkat –, hogy jelentősen javítsa a navigáció pontosságát még az olyan nehéz terepen is, mint az Északi-sarkvidék.
Starlink és OneWeb: több mint internet
A Starlink több mint 7 ezer műholddal rendelkezik, míg a OneWeb konstellációja körülbelül 600 műholdból áll, amelyek főként az északi és déli sarkvidékek közelében vannak jelen. Ezeket eddig főként biztonságos internetkapcsolat biztosítására használták – de mi van akkor, ha ezekből a jelekből navigációs adatokat is ki tudunk nyerni?
A kutatás során egy hajó fedélzetén mérték fel a rendszer hatékonyságát Grönland nyugati partjainál. Az eredmények magukért beszélnek: GPS nélkül több mint egy kilométeres hibával kellett számolniuk, míg a Starlink és OneWeb LEO jeleinek használatával ez az eltérés mindössze 27 méterre csökkent! Ez elképesztő előrelépés egy olyan régióban, ahol hagyományos GPS-jelek gyakran gyengék vagy megszakadnak.
Hogyan működik ez a gyakorlatban?
Kassas csapata passzívan figyeli a műholdak által kibocsátott rádiófrekvenciákat anélkül, hogy hozzáférnének az adatokhoz vagy együttműködnének a műholdüzemeltetőkkel (SpaceX vagy Eutelsat). Csak nyilvánosan elérhető információkat használnak – például a műholdak helyzetének becslését és az adás frekvenciáját –, hogy ebből pontos helymeghatározást állítsanak elő.
Ez azt jelenti, hogy még azok a műholdak is alkalmasak lehetnek navigációra, amelyek eredetileg nem erre készültek. Egy igazi áttörés ez a GNSS rendszerek fejlesztésében!
Miért jobb ez, mint a hagyományos GPS?
A LEO műholdak jelei sokkal erősebbek – akár ezerszer erősebbek –, mint a hagyományos GNSS jelek. Ez önmagában nagyobb biztonságot jelent: nehezebb őket zavarni vagy hamisítani. Kassas szerint ha valaki megpróbálna beavatkozni ezekbe a jelekbe, sokkal nagyobb energiát és erőforrást kellene befektetnie.
Ez különösen fontos olyan geopolitikailag érzékeny területeken, ahol már most is egyre gyakoribbak az elektronikus hadviseléshez köthető kibertámadások. Gondolj csak bele: az elmúlt években történt hajóütközések vagy légikatasztrófák hátterében sokan feltételezik GPS-jelek szándékos manipulálását.
A biztonságosabb navigáció kevesebb konfliktust jelenthet
Ha sikerülne széles körben bevezetni ezt az új technológiát, csökkenne annak kockázata, hogy egy-egy zavarás nemzetközi incidensekhez vezessen. A civil rendszerek védelme ugyanis ma már nem luxus kérdése – hanem létfontosságú biztonsági tényező.
Hol tart most ez a kutatás?
Kassas laborja (ASPINlab) már korábban is foglalkozott Starlink-alapú helymeghatározással. Azóta folyamatosan bővítették kísérleteiket: voltak állomások St. Louis-ban, Pittsburghben földi járműveken és drónokon is tesztelték az új rendszert. Legutóbbi kísérletük pedig pont az Északi-sarkvidékre vitte őket – ahol különösen nagy kihívás pontosan navigálni.
A kutatás eredményeit nemrég mutatták be Los Angelesben az IEEE Military Communications Conference-en, ahol elnyerték az IEEE Frederick W. Ellersick díjat is – ami azért elég menő elismerés!
Milyen jövőt hozhat ez nekünk?
Szerintem ez egy igazi game changer lehet. Nem kell új műholdakat lőni fel kizárólag navigációs célokra – elég okosan használni azt, ami már fent van az égen. Ez gazdaságosabb és fenntarthatóbb megoldás is egyben.
Kassas szerint hamarosan integrálhatják ezt a technológiát a jövő GNSS rendszereibe – így nemcsak biztonságosabbá válik majd mindenféle közlekedés és kommunikáció, hanem kevésbé leszünk kiszolgáltatva rosszindulatú támadásoknak.
Összegzés
A Starlink és OneWeb LEO műholdak jeleinek kihasználása új távlatokat nyit meg a navigációban – különösen ott, ahol eddig megbízhatatlan volt a GPS. Ez nemcsak technológiai áttörés, hanem potenciálisan életmentő fejlesztés is lehet azok számára, akik extrém környezetben dolgoznak vagy utaznak.
Az pedig különösen izgalmas számomra személyesen is, hogy mindez már ma elérhető technológiával működik – csak tudnunk kell okosan használni azt.
