Sao lưu GPS: Tiềm năng theo dõi quỹ đạo thấp

• tác giả:
• tên tác giả

  Tầm nhìn lượng tử
• 16 Tháng Sáu, 2022

Tóm tắt thông tin chi tiết

Bối cảnh của Hệ thống Vệ tinh Định vị Toàn cầu (GNSS) đang trở thành một lĩnh vực vận động thương mại, công nghệ và địa chính trị, với các ngành như các công ty xe tự hành yêu cầu dữ liệu Định vị, Điều hướng và Định giờ (PNT) chính xác hơn GPS hiện tại có thể cung cấp. Việc công nhận dữ liệu GPS là nền tảng cho an ninh quốc gia và kinh tế đã dẫn đến các hành động điều hành và hợp tác nhằm giảm sự phụ thuộc duy nhất vào GPS, đặc biệt là trong các lĩnh vực cơ sở hạ tầng quan trọng. Các dự án kinh doanh mới đang nổi lên, nhằm mục đích mở rộng tính khả dụng của PNT thông qua các chòm sao vệ tinh có quỹ đạo thấp, có khả năng mở ra các lĩnh vực hoạt động kinh tế mới.

Bối cảnh sao lưu GPS

Các công ty đang đầu tư hàng tỷ đô la vào việc phát triển ô tô tự lái, máy bay không người lái giao hàng và taxi hàng không đô thị đều dựa vào dữ liệu vị trí chính xác và đáng tin cậy để quản lý hoạt động của họ một cách suôn sẻ. Tuy nhiên, ví dụ: trong khi dữ liệu cấp GPS có thể định vị điện thoại thông minh trong bán kính 4.9 mét (16 feet), thì khoảng cách này không đủ chính xác đối với ngành công nghiệp xe tự lái. Các công ty xe tự hành đang nhắm mục tiêu độ chính xác của vị trí lên tới 10 mm, với khoảng cách lớn hơn đặt ra những thách thức đáng kể về an toàn và vận hành trong môi trường thực tế.

Sự phụ thuộc của các ngành khác nhau vào dữ liệu GPS phổ biến đến mức việc làm gián đoạn hoặc thao túng dữ liệu hoặc tín hiệu GPS có thể gây nguy hiểm cho an ninh quốc gia và kinh tế. Tại Hoa Kỳ (US), chính quyền Trump đã ban hành một lệnh hành pháp vào năm 2020, trao cho Bộ Thương mại quyền xác định các mối đe dọa đối với các hệ thống PNT hiện có của Hoa Kỳ và chỉ đạo rằng các quy trình mua sắm của chính phủ phải tính đến các mối đe dọa này. Bộ An ninh Nội địa Hoa Kỳ cũng hợp tác với Cơ quan An ninh Cơ sở hạ tầng và An ninh mạng Hoa Kỳ để lưới điện, các dịch vụ khẩn cấp và cơ sở hạ tầng quan trọng khác của đất nước không hoàn toàn phụ thuộc vào GPS.

Nỗ lực mở rộng tính khả dụng của PNT ngoài GPS đã chứng kiến ​​TrustPoint, một công ty khởi nghiệp tập trung vào phát triển hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (GNSS) được thành lập vào năm 2020. Công ty đã nhận được 2 triệu USD tài trợ ban đầu vào năm 2021. Xona Space Systems, được thành lập vào năm 2019 tại San Mateo , California, cũng đang theo đuổi dự án tương tự. TrustPoint và Xona có kế hoạch phóng các chòm sao vệ tinh nhỏ vào quỹ đạo thấp để cung cấp dịch vụ PNT toàn cầu độc lập với các nhà khai thác GPS và các chòm sao GNSS hiện có. 

Tác động gián đoạn

Tương lai của GPS và các lựa chọn thay thế của nó gắn liền với một mạng lưới phức tạp gồm các động lực thương mại, công nghệ và địa chính trị. Sự xuất hiện của các Hệ thống Vệ tinh Định vị Toàn cầu (GNSS) đa dạng có khả năng thúc đẩy các ngành công nghiệp phụ thuộc vào dữ liệu Định vị, Điều hướng và Định giờ (PNT) hướng tới việc hình thành các liên minh thương mại với các nhà cung cấp khác nhau. Động thái này có thể được coi là một cách để đảm bảo tính dự phòng và độ tin cậy trong dữ liệu điều hướng và thời gian quan trọng, vốn là xương sống của nhiều ngành công nghiệp hiện đại bao gồm dịch vụ hậu cần, vận tải và khẩn cấp. Hơn nữa, sự đa dạng này có thể thúc đẩy sự khác biệt hóa thị trường và cạnh tranh trong lĩnh vực PNT và GNSS, khiến chúng trở nên sôi động hơn và đáp ứng nhu cầu của nhóm khách hàng đa dạng.

Ở quy mô rộng hơn, sự tồn tại của nhiều hệ thống GNSS có thể làm nổi bật sự cần thiết của một bộ điều chỉnh hoặc điểm chuẩn chung để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của dữ liệu do các hệ thống này cung cấp. Cơ quan thiết lập tiêu chuẩn toàn cầu như vậy có thể hướng tới việc hài hòa các tiêu chuẩn kỹ thuật và vận hành trên các hệ thống GNSS khác nhau, đảm bảo mức độ tương tác và sự tin cậy của người dùng trên toàn thế giới. Điều này rất quan trọng vì sự khác biệt trong dữ liệu PNT có thể gây ra những hậu quả đáng kể, từ sự gián đoạn nhỏ trong việc cung cấp dịch vụ đến các mối nguy hiểm lớn về an toàn trong các lĩnh vực như hàng không hoặc hàng hải. Hơn nữa, tiêu chuẩn hóa cũng có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc tích hợp các hệ thống khác nhau, nâng cao khả năng phục hồi toàn cầu của các dịch vụ PNT trước các lỗi hệ thống tiềm ẩn, sự can thiệp có chủ ý hoặc thiên tai.

Các chính phủ, vốn thường dựa vào GPS, có thể thấy giá trị trong việc phát triển hệ thống PNT của riêng họ được hỗ trợ bởi cơ sở hạ tầng GNSS được xây dựng nội bộ, như một phương tiện để đạt được sự độc lập về dữ liệu và thông tin. Sự tự lực cánh sinh này không chỉ có tiềm năng tăng cường an ninh quốc gia mà còn mở ra con đường hình thành liên minh với các quốc gia khác dựa trên các mục tiêu chung về xã hội, chính trị hoặc kinh tế. Hơn nữa, khi các quốc gia mạo hiểm phát triển các hệ thống PNT độc lập, các công ty công nghệ ở các quốc gia này có thể nhận thấy sự gia tăng tài trợ của chính phủ, điều này có thể thúc đẩy đáng kể tăng trưởng việc làm trong lĩnh vực viễn thông và công nghệ, góp phần tạo ra hiệu ứng lan tỏa kinh tế tích cực. Xu hướng này cuối cùng có thể thúc đẩy một môi trường toàn cầu nơi các quốc gia không chỉ tự chủ về mặt công nghệ mà còn tham gia vào các hoạt động hợp tác mang tính xây dựng dựa trên các mục tiêu và cơ sở hạ tầng PNT chung.

Ý nghĩa của các công nghệ GPS mới đang được phát triển

Ý nghĩa rộng hơn của dữ liệu PNT được cung cấp từ các nguồn khác nhau có thể bao gồm:

• Các chính phủ phát triển hệ thống PNT của riêng họ cho các mục đích quân sự cụ thể.
• Nhiều quốc gia cấm các vệ tinh PNT từ các quốc gia đối lập hoặc các khối khu vực bay quanh biên giới của họ.
• Mở khóa hoạt động kinh tế trị giá hàng tỷ đô la khi các công nghệ, như máy bay không người lái và phương tiện tự hành, sẽ trở nên đáng tin cậy và an toàn hơn để sử dụng trong nhiều ứng dụng hơn.
• Các hệ thống GNSS quỹ đạo thấp trở thành cách chủ yếu để truy cập dữ liệu PNT cho mục đích hoạt động.
• Sự xuất hiện của các công ty an ninh mạng cung cấp dịch vụ bảo vệ dữ liệu PNT như một dòng dịch vụ khách hàng.
• Các công ty khởi nghiệp mới nổi đặc biệt tận dụng mạng lưới PNT mới để tạo ra các sản phẩm và dịch vụ mới.

Các câu hỏi cần xem xét

• Có nên thiết lập một tiêu chuẩn PNT toàn cầu hay các công ty và quốc gia khác nhau nên được phép phát triển hệ thống dữ liệu PNT của riêng họ? Tại sao?
• Các tiêu chuẩn PNT khác nhau sẽ tác động như thế nào đến niềm tin của người tiêu dùng đối với các sản phẩm dựa trên dữ liệu PNT?