GPS Backup: إمكانية تتبع المدار المنخفض

• كاتب:
• اسم المؤلف

  البصيرة الكمومية
• 16 حزيران، 2022

ملخص البصيرة

لقد أصبح مشهد أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية العالمية (GNSS) مجالًا للمناورة التجارية والتكنولوجية والجيوسياسية، حيث تتطلب صناعات مثل شركات المركبات ذاتية القيادة بيانات أكثر دقة لتحديد المواقع والملاحة والتوقيت (PNT) مقارنة بما يمكن أن يقدمه نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الحالي. أدى الاعتراف ببيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) كأساس للأمن الوطني والاقتصادي إلى اتخاذ إجراءات تنفيذية وتعاون يهدف إلى تقليل الاعتماد الوحيد على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، خاصة في قطاعات البنية التحتية الحيوية. وتظهر مشاريع جديدة تهدف إلى توسيع نطاق توافر PNT من خلال مجموعات الأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض، مما قد يفتح مجالات جديدة من النشاط الاقتصادي.

سياق النسخ الاحتياطي لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

تعتمد الشركات التي تستثمر مليارات الدولارات في تطوير سيارات ذاتية القيادة وطائرات بدون طيار وسيارات أجرة جوية في المناطق الحضرية على بيانات موقع دقيقة ويمكن الاعتماد عليها لإدارة عملياتها بسلاسة. ومع ذلك ، على سبيل المثال ، بينما يمكن لبيانات مستوى GPS تحديد موقع الهاتف الذكي داخل دائرة نصف قطرها 4.9 متر (16 قدمًا) ، فإن هذه المسافة ليست دقيقة بما يكفي لصناعة السيارات ذاتية القيادة. تستهدف شركات السيارات المستقلة دقة تحديد الموقع تصل إلى 10 ملم ، مع مسافات أكبر تشكل تحديات كبيرة في مجال السلامة والتشغيل في بيئات العالم الحقيقي.

إن اعتماد الصناعات المختلفة على بيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) واسع الانتشار لدرجة أن تعطيل أو التلاعب ببيانات أو إشارات GPS يمكن أن يعرض الأمن القومي والاقتصادي للخطر. في الولايات المتحدة (الولايات المتحدة) ، أصدرت إدارة ترامب أمرًا تنفيذيًا في عام 2020 أعطى وزارة التجارة سلطة تحديد التهديدات لأنظمة PNT الموجودة في الولايات المتحدة وأمر بأن تأخذ عمليات الشراء الحكومية هذه التهديدات في الاعتبار. تتعاون وزارة الأمن الداخلي الأمريكية أيضًا مع وكالة الأمن السيبراني وأمن البنية التحتية الأمريكية حتى لا تعتمد شبكة الكهرباء وخدمات الطوارئ والبنية التحتية الحيوية الأخرى في البلاد بشكل كامل على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

شهدت الحملة الرامية إلى توسيع نطاق توفر PNT إلى ما هو أبعد من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) شركة TrustPoint، وهي شركة ناشئة تركز على تطوير نظام عالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية (GNSS) تأسست في عام 2020. وحصلت على تمويل أولي بقيمة 2 مليون دولار أمريكي في عام 2021. Xona Space Systems، التي تأسست في عام 2019 في سان ماتيو كاليفورنيا، تسعى إلى نفس المشروع. تخطط TrustPoint وXona لإطلاق مجموعات من الأقمار الصناعية الصغيرة في مدار منخفض لتوفير خدمات PNT العالمية بشكل مستقل عن مشغلي نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الحاليين ومجموعات GNSS. 

التأثير التخريبي

يتشابك مستقبل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وبدائله مع شبكة معقدة من الديناميكيات التجارية والتكنولوجية والجيوسياسية. من المرجح أن يؤدي ظهور أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية (GNSS) المتنوعة إلى دفع الصناعات التي تعتمد على بيانات تحديد المواقع والملاحة والتوقيت (PNT) نحو إقامة تحالفات تجارية مع مقدمي خدمات مختلفين. ويمكن النظر إلى هذه الخطوة على أنها وسيلة لضمان التكرار والموثوقية في البيانات الملاحية والتوقيت الحاسمة، والتي تشكل العمود الفقري للعديد من الصناعات الحديثة بما في ذلك الخدمات اللوجستية والنقل وخدمات الطوارئ. علاوة على ذلك، يمكن لهذا التنوع أن يعزز تمايز السوق والمنافسة داخل قطاعي PNT وGNSS، مما يجعلها أكثر حيوية واستجابة لاحتياجات عملائها المتنوعة.

وعلى نطاق أوسع، قد يسلط وجود أنظمة GNSS المتعددة الضوء على الحاجة إلى منظم عالمي أو معيار مرجعي لضمان دقة وموثوقية البيانات التي تقدمها هذه الأنظمة. ويمكن لمثل هذه الهيئة العالمية لوضع المعايير أن تعمل على مواءمة المعايير التقنية والتشغيلية عبر أنظمة GNSS المختلفة، مما يضمن مستوى من قابلية التشغيل البيني والثقة بين المستخدمين في جميع أنحاء العالم. وهذا أمر بالغ الأهمية لأن التناقضات في بيانات PNT يمكن أن يكون لها تداعيات كبيرة، تتراوح من الاضطرابات الطفيفة في تقديم الخدمات إلى مخاطر السلامة الكبيرة في قطاعات مثل الطيران أو الملاحة البحرية. علاوة على ذلك، قد يسهل التقييس أيضًا تكامل الأنظمة المختلفة، مما يعزز المرونة العالمية لخدمات PNT ضد فشل النظام المحتمل أو التدخلات المتعمدة أو الكوارث الطبيعية.

قد ترى الحكومات، التي تعتمد تقليديًا على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، قيمة تطوير أنظمة PNT الخاصة بها المدعومة بالبنية التحتية GNSS المصممة داخليًا، كوسيلة لتحقيق استقلالية البيانات والمعلومات. إن هذا الاعتماد على الذات ليس لديه القدرة على تعزيز الأمن القومي فحسب، بل يفتح أيضًا طرقًا لتشكيل تحالفات مع الدول الأخرى على أساس أهداف اجتماعية أو سياسية أو اقتصادية مشتركة. علاوة على ذلك، مع قيام البلدان بتطوير أنظمة PNT مستقلة، قد تشهد شركات التكنولوجيا داخل هذه الدول زيادة في التمويل الحكومي، مما قد يعزز بشكل كبير نمو الوظائف في قطاعي الاتصالات والتكنولوجيا، مما يساهم في إحداث تأثير اقتصادي مضاعف إيجابي. يمكن لهذا الاتجاه في نهاية المطاف أن يعزز بيئة عالمية حيث لا تعتمد الدول على نفسها من الناحية التكنولوجية فحسب، بل تشارك أيضًا في تعاون بناء على أساس البنية التحتية والأهداف المشتركة لـ PNT.

الآثار المترتبة على تقنيات GPS الجديدة التي يجري تطويرها

قد تشمل الآثار الأوسع لبيانات PNT المقدمة من مصادر مختلفة ما يلي:

• تطور الحكومات أنظمة PNT الخاصة بها لأغراض عسكرية محددة.
• تمنع دول مختلفة الأقمار الصناعية PNT من الدول المتعارضة أو الكتل الإقليمية من الدوران فوق حدودها.
• إطلاق نشاط اقتصادي بمليارات الدولارات حيث ستصبح التقنيات ، مثل الطائرات بدون طيار والمركبات ذاتية القيادة ، أكثر موثوقية وأمانًا للاستخدام في مجموعة واسعة من التطبيقات.
• أصبحت أنظمة GNSS ذات المدار المنخفض هي الطريقة السائدة للوصول إلى بيانات PNT للأغراض التشغيلية.
• ظهور شركات الأمن السيبراني التي تقدم حماية بيانات PNT كخط خدمة للعملاء.
• الشركات الناشئة الجديدة الناشئة التي تستفيد على وجه التحديد من شبكات PNT الجديدة لإنشاء منتجات وخدمات جديدة.

أسئلة للنظر فيها

• هل ينبغي وضع معيار PNT عالمي ، أم ينبغي السماح للشركات والبلدان المختلفة بتطوير أنظمة بيانات PNT الخاصة بها؟ لماذا ا؟
• كيف ستؤثر معايير PNT المختلفة على ثقة المستهلك في المنتجات التي تعتمد على بيانات PNT؟