Как потерять 5 миллиардов долларов и не подать виду: особенности спутниковой навигации

17 июля 2019 г. 21:08:30

Михаил Котов

Одним нажатием кнопки вывести из строя технику стоимостью 5 миллиардов долларов,? Поставить крест на сложнейшем проекте, над которым работала вся Европа? Легко! Приветствуйте систему глобального позиционирования Galileo. Хотя можете не приветствовать — она уже почти неделю находится в состоянии клинической смерти.

«Через триста метров поверните направо»

Мы уже настолько привыкли к спутниковой системе глобального позиционирования, что воспринимаем её как нечто незыблемое и существовавшее всегда. Таксисты потихоньку забывают дорогу, полагаясь на навигаторы, мирно пашущие тракторы в беспилотном режиме чертят идеальную вязь маршрутов, и даже туристы мало представляют себе жизнь без спутниковой навигации.

Спутниковая навигация и в самом деле разрабатывалась достаточно давно, однако долгое время была доступна только военным. Персональным коммерческим навигаторам, использующим спутники, всего пара десятков лет. В первое время они все работали только со спутниками самой первой, изначально военной, американской системы GPS. Современные устройства используют не только GPS — они получают информацию со всех видимых им спутников.

В настоящее время работает сразу несколько спутниковых систем глобального позиционирования, принадлежащих разным странам. Американская GPS, российская ГЛОНАСС (обе глобальные, действуют по всему миру) и локальные: европейская Galileo, китайская Beidou и индийская IRNSS. Есть ещё японская система QZSS, но она пока тестируется, работать полноценно начнёт только к 2024 году.

Локальные системы позиционирования имеют ограничения по месту использования — то есть работают только в пределах определённого региона. Но есть у них и плюсы — им требуется гораздо меньше спутников для покрытия (например, у QZSS их будет всего 7) и они способны обеспечить гораздо более высокую точность.

Как работает система спутникового позиционирования? Чрезвычайно просто: всё основано на точном времени прохождения сигнала от спутника до вашего устройства, в котором есть альманах — схема расположения спутников на своих орбитах в данный момент.

Устройство получает сигналы со спутников, измеряет, сколько времени сигнал шёл от каждого из них, и на основании этого высчитывает своё местонахождение. Минимальное количество спутников для этого — три, но чем больше спутников видит устройство, тем точнее оно определяет свои координаты.

Иногда говорят о том, что военная версия навигации работает точнее, чем коммерческая. Это действительно так. В большинстве систем спутники посылают сигналы двух видов — открытые и защищённые.

Сигналы защищённого потока имеют бóльшую длительность — за счёт дополнительной информации, передаваемой на устройство, — и получается более точное определение координат. Коммерческим же системам доступны лишь открытые, менее точные сигналы. Такое разделение реализовано в системах GPS и ГЛОНАСС, в Galileo точность отрытого и служебного сигнала совпадает.

Справка. В первые секунды работы системы навигации на телефоне, когда пакеты сигналов ещё не получены со всех видимых спутников, срабатывает так называемая система A-GPS, ассистирующая спутниковой навигации.

Она даёт примерное местоположение телефона и ускоряет начало полноценной навигации за счёт нескольких методов — определения приблизительного местоположения по базовым станциям и получения обновления альманаха, что помогает GPS-приёмнику «понимать», на каких частотах ожидать сигналы спутников.

Именно это помогает определить координаты практически мгновенно, в том числе и в здании. Без системы A-GPS полноценное определение координат начинается примерно через 30 секунд после начала работы навигатора.

Умерла — так умерла

И вот 11 июля 2019 года новейшая европейская сеть спутникового позиционирования Galileo без предупреждения прекратила работать. Компания-оператор системы сказала в официальном заявлении, что пользователи «могут испытывать возможное ухудшение работоспособности навигации». Это как после ампутации заявить о «возможном ухудшении работоспособности конечности».

На самом же деле спутники вышли из строя полностью. Их работоспособность можно проверить на официальном сайте — все двадцать четыре аппарата не подают признаков жизни, кроме двух, которые и до 11 июля находились в режиме тестирования. Это так называемые запасные спутники — их выводят на случай выхода из строя одного из основных.

Спутники системы Galileo

Спустя сутки о произошедшем рассказали чуть более детально. Всему виной было названо «техническое происшествие» на наземной инфраструктуре Galileo. Именно оно повлияло на качество функционирования системы, после чего её пришлось отключить. К настоящему времени Galileo по-прежнему не подаёт признаков жизни.

Я что-то нажал, и оно само

Что могло случиться с Galileo? Скорее всего, виновата какая-то программная ошибка. Сами космические аппараты по-прежнему на орбите, с ними ничего не произошло. Одна из версий — некорректное обновление программного обеспечения или неудачная попытка исправить какой-то баг.

Примерно такого же мнения придерживаются специалисты: «Похожая ситуация могла сложиться из-за неверного программирования космических аппаратов во время сеанса связи, то есть неполадки связаны, скорее всего, с наземным комплексом управления» — Константин Крейденко, главный редактор журнала «Вестник ГЛОНАСС»

Насколько это поддаётся «лечению» — пока непонятно. Скорее всего, спутники должны иметь возможность отката к стабильной версии или возможность заливки софта заново. Если так, то уже в ближайшие дни работоспособность всей системы восстановится.

Если нет, и предположить самое худшее, — то окажется, что вся система Galileo может в одночасье стать просто космическим мусором совокупной стоимостью более пяти миллиардов долларов. Пока остаётся только ждать. Если это действительно так, произошедшее станет одной из самых крупных космических потерь последнего времени.

Для обычных пользователей, конечно, практически ничего не изменится — современные смартфоны получают данные и с других систем навигации. А вот различные локальные системы, использующие Galileo (например управление городским транспортом или сельскохозяйственной техникой), потребует замены принимающего устройства и перехода на российскую или американскую систему глобального позиционирования.

Как ни крути, а это будет эпик фейл просто космического масштаба.


Источник