Czy GPS się myli?

Co ja­kiś czas śro­do­wi­sko że­gla­rzy obie­ga­ją do­nie­sie­nia, ja­ko­by by­ły ob­sza­ry na świe­cie (u nas do­ty­czy to głów­nie Bał­ty­ku), na któ­ry­ch sys­tem na­wi­ga­cji sa­te­li­tar­nej po­ka­zu­je błęd­ną po­zy­cję. Ostat­nio krą­żą in­for­ma­cje, ja­ko­by na­wi­ga­cja by­ła za­fał­szo­wa­na w pół­noc­nej Nor­we­gii.

Mot­to: No­bles­se-nic­kes­se ob­li­ge...

  Lu­dzie to tłu­ma­czą tym, że po­nie­waż trwa woj­na na Ukra­inie, to róż­ne pań­stwa, a w szcze­gól­no­ści Ro­sja i USA, prze­kła­mu­ją wy­zna­cza­nie po­zy­cji na nie­któ­ry­ch, szcze­gól­nie waż­ny­ch stra­te­gicz­nie, ob­sza­ra­ch. Więc że­gla­rze za­sta­na­wia­ją się, czy nie wró­cić do tra­dy­cyj­nej na­wi­ga­cji.

  W więk­szo­ści ta­kie in­for­ma­cje to są fej­ki, al­bo prze­kła­ma­nia w sfor­mu­ło­wa­nia­ch. Oczy­wi­ście tra­dy­cyj­ną na­wi­ga­cję za­wsze war­to znać, war­to mieć na ło­dzi kom­pas, chro­no­me­tr i sek­stant. Ale z my­le­niem się na­wi­ga­cji sa­te­li­tar­nej nie je­st tak pro­sto – ten sys­tem je­st bar­dzo trud­no zmy­lić.

  Ogól­nie cho­dzi o GNSS (Glo­bal Na­vi­ga­tion Sa­tel­li­te Sys­tems). GPS je­st jed­nym z ele­men­tów – to woj­sko­wy sys­te­mem ame­ry­kań­ski. Dru­gim je­st Glo­nass – woj­sko­wy sys­tem ro­syj­ski. Eu­ro­pa roz­wi­ja cy­wil­ny sys­tem Ga­li­leo. Mu­sk już wdra­ża Star­link, a Chi­ny Be­idou. Za­kłó­cać moż­na wszyst­kie te sys­te­my na raz, na­da­jąc na ich czę­sto­tli­wo­ścia­ch, ale prze­kła­my­wać trze­ba każ­dy z osob­na w in­ny spo­sób.

  Sy­gna­ły od sa­te­li­tów moż­na lo­kal­nie tyl­ko za­głu­szyć. Efek­tem bę­dzie to, że od­bior­ni­ki w da­nym ob­sza­rze bę­dą po­ka­zy­wać brak sy­gna­łu. To się na­zy­wa "jam­ming". To mo­że być ce­lo­we lub na­tu­ral­ne. Dzia­ła na ta­kim ob­sza­rze, na ja­kim ktoś je­st w sta­nie za­głu­szyć – wielkość obszaru za­le­ży od si­ły i wy­so­ko­ści na­daj­ni­ka za­głu­sza­ją­ce­go. Zja­wi­ska na­tu­ral­ne w jo­nos­fe­rze mo­gą za­głu­szyć czy zmy­lić sy­gnał na bar­dzo du­żym ob­sza­rze ty­pu ca­ły kon­ty­nent, du­żo mniej­szy ob­szar bę­dzie za­głu­sza­ny z sa­mo­lo­tu, a jesz­cze mniej­szy z wie­ży na zie­mi.

  Al­go­ryt­my li­czą­ce po­zy­cję geograficzną uwzględ­nia­ją za­kłó­ce­nia w ziem­skiej at­mos­fe­rze, bo w sy­gna­le do­sta­ją też ak­tu­al­ny stan pogody, któ­ra się zmienia i zmie­nia pręd­ko­ść roz­cho­dze­nia się fal. Więc zja­wi­ska na­tu­ral­ne powodujące błędy mogą być korygowane tak, by nie wpływały na dokładność wyznaczania po­zy­cji.

  Oszu­ki­wać czy prze­kła­my­wać moż­na tyl­ko glo­bal­nie, czy­li tak, że wszy­scy na bar­dzo du­żym ob­sza­rze, z któ­re­go wi­dać oszu­ku­ją­ce sa­te­li­ty (czy­li na du­żej czę­ści pół­ku­li) zo­sta­ną tak sa­mo zmy­le­ni. Zmy­le­nie po­zy­cji o sto metrów gdzieś na Bał­ty­ku, zmy­li też wszyst­kie od­bior­ni­ki w pra­wie wszyst­ki­ch pań­stwa­ch w Eu­ro­pie. Ta­ki zmy­lo­ny sy­gnał mu­si biec z sa­te­li­tów. Więc mo­że to zro­bić ope­ra­tor sys­te­mu, al­bo hac­ker, któ­ry się do te­go wła­mie. Nie­mniej oszu­stwo bę­dzie glo­bal­ne – nie moż­na go zro­bić tyl­ko na ma­łym, wy­bra­ny ob­sza­rze.

  Z na­daj­ni­ka na­ziem­ne­go moż­na oszu­kać tyl­ko je­den od­bior­nik, któ­ry się śle­dzi na ra­da­rze. Ale wte­dy wszyst­kie in­ne w in­ny­ch miej­sca­ch na ob­sza­rze, gdzie oszu­ki­wa­nie ma sil­niej­szy sy­gnał niż sa­te­li­ty zgło­szą błąd. To się na­zy­wa "spo­ofing" i je­st bar­dzo kosz­tow­ne – kosz­tu­je ty­le, ile pre­cy­zyj­ny ra­dar du­że­go za­się­gu, sil­na an­te­na kie­run­ko­wa i od­po­wied­nio du­ża moc ob­li­cze­nio­wa cza­su rze­czy­wi­ste­go – tym więk­sza, im szyb­sze ma­new­ry wy­ko­nu­je oszu­ki­wa­ny. To je­st bar­dzo trud­ne, bo wy­ma­ga prze­wi­dy­wa­nia ru­chów oszu­ki­wa­ne­go.

  Zna­ne je­st też po­ję­cie oszu­ki­wa­nia po­przez na­gry­wa­nie sy­gna­łów z sa­te­litów i nada­wa­nie z opóź­nie­niem sil­niej­szym sy­gna­łem. To się na­zy­wa "me­aco­ning" - ta­kie coś każ­dy od­bior­nik ła­two roz­po­zna ja­ko błę­dy sy­gnał. Na­gra­nie sy­gna­łu z sa­te­li­tów, a po­tem od­two­rze­nie, spo­wo­du­je, że od­bior­nik wy­li­czy czas, po­zy­cję i ru­chy ta­kie, ja­kie miał re­kor­der w mo­men­cie na­gry­wa­nia. Więc je­śli re­kor­der stał, a my idzie­my, to GPS od­bie­ra­jąc na­gra­nie z re­kor­de­ra, po­ka­że nam, że sto­imy, więc się oszu­kać nie da­my. Oszu­kać się da tyl­ko wtedy, gdy re­kor­der wi­dzi nas i po­wta­rza na­sze ru­chy w in­nym miej­scu – na­sz GPS po­ka­że po pro­stu ru­chy me­aco­nin­gu­ją­ce­go re­kor­de­ra.

  Więc je­śli w ja­kimś miej­scu wiel­ko­ści po­wiedz­my Born­hol­mu, ktoś sta­le, al­bo co ja­kiś czas, ob­ser­wu­je pro­ble­my z wy­zna­cze­niem po­zy­cji po­przez któ­ryś sys­tem sa­te­li­tar­ny, to mo­że to być tyl­ko "jam­ming". Na ob­sza­ra­ch nieob­ję­ty­ch woj­ną to nie ma sen­su - albo to są ćwiczenia. Od­bie­ra­nie błęd­nej po­zy­cji, czy­li "spo­ofing" lub "me­aco­ning" je­st ła­twe do wy­kry­cia. Wszyst­kie re­la­cje o tym, że w ja­kichś miej­sca­ch od­bior­ni­ki GPS się my­lą, to są błę­dy ludz­kie ty­pu "głu­chy te­le­fon". Po pro­stu ja­kiś la­ik, naj­czę­ściej dzien­ni­ka­rz, za­mie­nia sło­wa ty­pu "za­kłó­ce­nia" na "błęd­ne po­zy­cje", bo ich nie od­róż­nia i zmie­nia sfor­mu­ło­wa­nia w ce­la­ch sty­li­stycz­ny­ch, by się nie po­wta­rzać.

  Oczy­wi­ście błę­dy mo­gą tkwić w sa­mym od­bior­ni­ku. Gdy ja­kiś źle dzia­ła, al­bo je­st za­ra­żo­ny wi­ru­sem, to mo­że to po­wo­do­wać po­da­wa­nie błęd­nej po­zy­cji, ale to bę­dzie do­ty­czyć tyl­ko kon­kret­ne­go od­bior­ni­ka. Nie­mniej to ła­two spraw­dzić, bo dziś każ­dy ma smart­fo­na i moż­na po­rów­nać wska­za­nia łód­ko­we­go od­bior­ni­ka z kil­ko­ma smartfonami za­ło­gi i wyj­dzie ła­two, kto ma po­psu­ty, mar­ny czy za­wi­ru­so­wa­ny od­bior­nik.

  Więc nie da­waj­cie się na­bie­rać na fejkn­ju­sy ja­ko­by na­wi­ga­cja sa­te­li­tar­na się my­li­ła. Te sys­te­my się nie my­lą – ma­ją tyl­ko ce­lo­wo zmniej­szo­ną do­kład­no­ść do kil­ku, cza­sem kil­ku­na­stu me­trów, przez ope­ra­to­ra, któ­ry ta­ki mniej pre­cy­zyj­ny sygnał udo­stęp­nia pu­blicz­nie za dar­mo, a do­kład­ny sy­gnał, mie­rzą­cy po­zy­cję co do cen­ty­me­trów, wy­sy­ła za­szy­fro­wa­ny dla ce­lów mi­li­tar­ny­ch i udo­stęp­nia spo­sób od­ko­do­wa­nia tyl­ko so­jusz­ni­kom w kon­kret­ny­ch obiek­ta­ch ta­ki­ch jak ra­kie­ty, stat­ki, czoł­gi czy sa­mo­lo­ty.

  Współ­cze­sna broń, głów­nie ra­kie­ty, są od­por­ne na lo­kal­ne za­kłó­ce­nia sy­gna­łów z sa­te­li­tów, bo do­dat­ko­wo ma­ją na­wi­ga­cję bez­wład­no­ścio­wą, któ­ra wy­li­cza po­ło­że­nie bez ja­kich­kol­wiek sy­gna­łów z ze­wną­trz. A kom­pu­ter sa­mo­na­pro­wa­dza­ją­cej się ra­kie­ty za­wsze zo­rien­tu­je się, że sy­gnał je­st za­głu­szo­ny al­bo oszu­ka­ny, bo trud­no je­st ta­ką ra­kie­tę na­mie­rzyć ra­da­rem, a na­wet jak się na­mie­rzy, to trud­no je­st prze­wi­dy­wać jej ma­new­ry, co w oszu­ki­wa­niu je­st nie­zbęd­ne. Do­dat­ko­wo by oszu­kać, trze­ba umieć nie tyl­ko od­szy­fro­wać sy­gnał, ale też za­szy­fro­wać, co je­st prak­tycz­nie nie­moż­li­we.

  A my­le­nie się GPS-a w sa­mo­cho­da­ch, to nie my­le­nie się sys­te­mu na­wi­ga­cji, ale błęd­ne ma­py, al­bo tan­det­ny czy po­psu­ty od­bior­nik.

Grzegorz GPS Świderski

PS. Notki powiązane:

- GPS
- Twierdzenia o oszukiwaniu GPS-a

Tagi: gps65, gps, nawigacja, satelity, pomyłki, wyznaczanie pozycji, żeglarstwo