پشتیبان گیری GPS: پتانسیل ردیابی مدار پایین

• نویسنده:
• نام نویسنده

  آینده نگاری کوانتوم ران
• ژوئن 16، 2022

خلاصه بینش

چشم انداز سیستم های ماهواره ای ناوبری جهانی (GNSS) در حال تبدیل شدن به حوزه ای برای مانورهای تجاری، فناوری و ژئوپلیتیک است، با صنایعی مانند شرکت های خودروهای خودمختار که به داده های موقعیت یابی، ناوبری و زمان بندی دقیق تری نسبت به GPS فعلی نیاز دارند. به رسمیت شناختن داده های GPS به عنوان پایه ای برای امنیت ملی و اقتصادی منجر به اقدامات اجرایی و همکاری هایی با هدف کاهش اتکا به GPS به ویژه در بخش های زیرساختی حیاتی شده است. سرمایه گذاری های جدیدی در حال ظهور هستند، با هدف گسترش در دسترس بودن PNT از طریق صورت های فلکی ماهواره ای در مدار پایین، و به طور بالقوه حوزه های جدیدی از فعالیت های اقتصادی را باز می کنند.

زمینه پشتیبان گیری GPS

شرکت‌هایی که میلیاردها دلار در توسعه خودروهای خودران، پهپادهای تحویلی و تاکسی‌های هوایی شهری سرمایه‌گذاری می‌کنند، برای مدیریت هموار عملیات خود به داده‌های موقعیت مکانی دقیق و قابل اعتماد متکی هستند. با این حال، برای مثال، در حالی که داده‌های سطح GPS می‌توانند گوشی هوشمند را در شعاع 4.9 متری (16 فوت) قرار دهند، این فاصله برای صنعت خودروهای خودران به اندازه کافی دقیق نیست. شرکت‌های خودروهای خودمختار دقت مکان را تا 10 میلی‌متر مورد هدف قرار می‌دهند، با فواصل بزرگ‌تر که چالش‌های ایمنی و عملیاتی قابل توجهی در محیط‌های واقعی ایجاد می‌کند.

اتکای صنایع مختلف به داده های GPS به حدی گسترده است که اختلال یا دستکاری داده ها یا سیگنال های GPS می تواند امنیت ملی و اقتصادی را به خطر بیندازد. در ایالات متحده (ایالات متحده)، دولت ترامپ در سال 2020 فرمان اجرایی صادر کرد که به وزارت بازرگانی این اختیار را می داد تا تهدیدات سیستم های PNT موجود ایالات متحده را شناسایی کند و دستور داد که فرآیندهای تدارکات دولتی این تهدیدها را در نظر بگیرند. وزارت امنیت داخلی ایالات متحده همچنین با آژانس امنیت سایبری و امنیت زیرساخت ایالات متحده همکاری می کند تا شبکه برق کشور، خدمات اضطراری و سایر زیرساخت های حیاتی کاملاً به GPS وابسته نباشند.

تلاش برای گسترش در دسترس بودن PNT فراتر از GPS شاهد TrustPoint بود، یک استارت آپ متمرکز بر توسعه یک سیستم ماهواره ای ناوبری جهانی (GNSS) که در سال 2020 تأسیس شد. این شرکت در سال 2 بودجه اولیه 2021 میلیون دلاری دریافت کرد. Xona Space Systems، در سال 2019 در سان متئو تشکیل شد. کالیفرنیا نیز همین پروژه را دنبال می کند. TrustPoint و Xona قصد دارند صور فلکی ماهواره‌ای کوچک را به مدار پایین پرتاب کنند تا خدمات جهانی PNT را مستقل از اپراتورهای GPS و صورت‌های فلکی GNSS ارائه دهند. 

تاثیر مخرب

آینده GPS و جایگزین های آن با شبکه پیچیده ای از پویایی های تجاری، فناوری و ژئوپلیتیک در هم تنیده شده است. ظهور سیستم‌های ماهواره‌ای ناوبری جهانی (GNSS) احتمالاً صنایع وابسته به داده‌های موقعیت‌یابی، ناوبری و زمان‌بندی (PNT) را به سمت ایجاد اتحادهای تجاری با ارائه‌دهندگان مختلف سوق می‌دهد. این حرکت را می توان راهی برای اطمینان از افزونگی و قابلیت اطمینان در داده های ناوبری و زمان بندی حیاتی دانست که ستون فقرات بسیاری از صنایع مدرن از جمله لجستیک، حمل و نقل و خدمات اضطراری است. علاوه بر این، این تنوع می‌تواند تمایز و رقابت بازار را در بخش‌های PNT و GNSS تقویت کند و آن‌ها را سرزنده‌تر کند و به نیازهای مشتریان متنوع‌شان پاسخگو باشد.

در مقیاس وسیع‌تر، وجود چندین سیستم GNSS ممکن است نیاز به یک تنظیم‌کننده یا معیار جهانی را برای اطمینان از صحت و قابلیت اطمینان داده‌های ارائه‌شده توسط این سیستم‌ها برجسته کند. چنین نهاد تنظیم استاندارد جهانی می‌تواند در جهت هماهنگ کردن استانداردهای فنی و عملیاتی در سیستم‌های مختلف GNSS کار کند و سطحی از قابلیت همکاری و اعتماد را در میان کاربران در سراسر جهان تضمین کند. این امر بسیار مهم است زیرا اختلاف در داده‌های PNT می‌تواند پیامدهای قابل‌توجهی داشته باشد، از اختلالات جزئی در ارائه خدمات تا خطرات ایمنی عمده در بخش‌هایی مانند حمل و نقل هوایی یا ناوبری دریایی. علاوه بر این، استانداردسازی همچنین ممکن است ادغام سیستم های مختلف را تسهیل کند و انعطاف پذیری جهانی خدمات PNT را در برابر خرابی های احتمالی سیستم، تداخل های عمدی یا بلایای طبیعی افزایش دهد.

دولت‌هایی که به‌طور سنتی به GPS متکی هستند، ممکن است ارزش توسعه سیستم‌های PNT خود را که توسط زیرساخت GNSS ساخته شده داخلی پشتیبانی می‌شوند، به‌عنوان وسیله‌ای برای دستیابی به استقلال داده‌ها و اطلاعات ببینند. این خوداتکایی نه تنها پتانسیل ارتقای امنیت ملی را دارد، بلکه راه هایی را برای ایجاد اتحاد با سایر کشورها بر اساس اهداف مشترک اجتماعی، سیاسی یا اقتصادی باز می کند. علاوه بر این، با سرمایه گذاری کشورها در توسعه سیستم های PNT مستقل، شرکت های فناوری در این کشورها ممکن است شاهد افزایش بودجه دولتی باشند که می تواند به طور قابل توجهی رشد شغلی را در بخش های مخابراتی و فناوری افزایش دهد و به یک اثر موج دار اقتصادی مثبت کمک کند. این روند در نهایت می‌تواند محیطی جهانی را ایجاد کند که در آن کشورها نه تنها از نظر فناوری به خود متکی هستند، بلکه در همکاری‌های سازنده بر اساس زیرساخت‌ها و اهداف PNT مشترک نیز مشارکت دارند.

پیامدهای فناوری های جدید GPS در حال توسعه

پیامدهای گسترده تر داده های PNT که از منابع مختلف ارائه می شوند ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• دولت ها سیستم های PNT خود را برای اهداف نظامی خاص توسعه می دهند.
• کشورهای مختلف ماهواره‌های PNT کشورهای مخالف یا بلوک‌های منطقه را از گردش در مدار بالای مرزهای خود منع می‌کنند.
• باز کردن فعالیت‌های اقتصادی به ارزش میلیاردها دلار به عنوان فناوری‌هایی مانند هواپیماهای بدون سرنشین و وسایل نقلیه خودران، برای استفاده در طیف وسیع‌تری از برنامه‌ها قابل اعتمادتر و ایمن‌تر خواهد شد.
• سیستم‌های GNSS مدار پایین به روش غالب دسترسی به داده‌های PNT برای اهداف عملیاتی تبدیل شده‌اند.
• ظهور شرکت های امنیت سایبری که حفاظت از داده های PNT را به عنوان خط خدمات مشتری ارائه می دهند.
• استارت آپ های جدیدی در حال ظهور هستند که به طور خاص از شبکه های PNT جدید برای ایجاد محصولات و خدمات جدید استفاده می کنند.

سوالاتی که باید در نظر گرفته شود

• آیا باید یک استاندارد جهانی PNT ایجاد شود یا باید به شرکت ها و کشورهای مختلف اجازه داده شود تا سیستم های داده PNT خود را توسعه دهند؟ چرا؟
• استانداردهای مختلف PNT چگونه بر اعتماد مصرف کننده در محصولاتی که به داده های PNT متکی هستند تأثیر می گذارد؟