Désactivation de la navigation par satellite en Russie

Table des matières

Ce qui s'est passé
Comment fonctionne le GNSS
Caractéristiques du système
Ce qui peut être désactivé
Possible

points de vue

Ce qui s'est passé

Les derniers mois ont forcéà repenser tout ce qui se passe dans le monde, et les fluctuations ont affecté les fondements mêmes des idées sur le possible. Le changement fondamental dans les évaluations s'est produit en raison d'un simple fait : des choses considérées comme incroyables ont commencé à se produire avec une régularité enviable. Après que, sans sortir d'une série de crises, la communauté mondiale prend constamment des décisions qui ne conduisent qu'à leur aggravation, il n'est plus possible de rester confiant que ce qui semblait insensé et impossible ne deviendra pas une dure réalité. Ainsi, lorsque le chef de Roscosmos, Dmitri Rogozine, a déclaré que la Maison Blanche envisageait la possibilité de désactiver le GPS en Russie, il a dû être pris suffisamment au sérieux au lieu de simplement le qualifier d'absurdité difficile à mettre en œuvre, car les États-Unis ne le feraient pas. tirer aucun avantage d'une telle mesure, et la Russie ne sera pas laissée sans navigation par satellite.

Bien qu'à partir du moment où Dmitri Rogozine a ditplus d'un mois s'est écoulé, ses propos n'ont pas perdu de leur pertinence, ils continuent d'être discutés, partageant des idées complètement folles sur ce qui pourrait arriver. Les prévisions sont très différentes - du chauvinisme, où les États-Unis se retrouveront presque sans navigation, alors que tout ira bien pour nous, au point que nous désactiverons toute navigation et devrons naviguer dans l'espace à l'aide de cartes papier. Et si quelqu'un ne sait pas utiliser une règle de navigation et un sextant, il mourra certainement dans la taïga, où il n'y a pas d'asphalte, de routes et seuls les corbeaux noirs tournent au-dessus de leur tête. La vérité, comme d'habitude, se situe quelque part au milieu, et nous allons essayer de la décrire. Bien sûr, personne ne donnera de réponse exacte à la question de savoir quoi et comment se passera dans un avenir proche, mais il n'est pas si difficile de comprendre ce qui est possible en principe. Il suffit d'examiner de près ce que sont les systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) modernes.

Comment fonctionne le GNSS

Il existe actuellement quatreGNSS : GPS américain, GLONASS russe, Galileo européen et Beidou chinois. Fondamentalement, ils sont identiques et reposent sur la capacité de calculer l'emplacement de n'importe quel point à la surface de la Terre, s'il est triangulé à l'aide de plusieurs satellites sur son orbite. Cependant, ces systèmes diffèrent considérablement dans les détails, car leur conception et leur justification scientifique ont été réalisées à des moments différents et à des fins différentes. Le GPS et le GLONASS ont été créés spécifiquement comme systèmes de positionnement global à des fins militaires, Galileo comme moyen de navigation de transport pour l'Europe, et le chinois Beidou, initialement non mondial, mais local, était censé résoudre le problème de géopositionnement au sein de la RPC. Si l'on ajoute que le GPS et le GLONASS ont été développés pendant la guerre froide, il devient clair que, mis à part les principes physiques, tous ces GNSS n'ont pas grand-chose en commun.

Source : wikipedia.org

Tous se composent de trois segments:espace, terrain et consommateur. Le segment spatial est constitué de satellites qui doivent transmettre trois signaux : l'heure exacte, le code de télémétrie et les éphémérides. Les deux premiers sont nécessaires pour calculer la distance au satellite, et le troisième indique des informations sur les coordonnées et les éléments du mouvement du satellite en orbite. Étant donné que ni le satellite lui-même ni l'appareil utilisateur ne peuvent faire face à la tâche de calculer des informations précises sur l'emplacement et les éléments de mouvement, un complexe de contrôle au sol est nécessaire pour calculer ces données. Il ne s'agit pas de stations sol GNSS, qui ne sont que des moyens supplémentaires de réception et de transmission d'informations, mais de centres de calcul à part entière, qui ne sont pas si nombreux et qui n'ont pas besoin d'être implantés partout dans le monde.

Le principal problème avec de tels calculs estque malgré le fait que l'appareil mathématique pour prédire comment les objets orbitaux devraient se comporter a été formé il y a très longtemps, en réalité, les satellites artificiels de la Terre ne se comportent pas tout à fait comme ça. La raison est simple - la forme du géoïde est si complexe que nous n'avons toujours pas sa description rigoureuse sous forme de formules, nous sommes donc obligés d'utiliser des modèles mathématiques créés avec un certain niveau d'hypothèses. De plus, nos satellites sont également loin des objets spatiaux idéaux, leurs orbites sont influencées par les forces gravitationnelles du Soleil, de la Lune, du rayonnement solaire, ils ne volent pas dans un espace ouvert, mais toujours dans l'atmosphère terrestre (bien que très, très raréfiée) , etc. En général, nous ne pouvons pas prédire avec précision les éphémérides pour tout le temps de vol du satellite de navigation, nous sommes donc obligés de faire des ajustements constants à ces informations. Différents GNSS le font à des intervalles différents, mais en général, ces informations sont mises à jour 1 à 2 fois par jour.

Pour que les calculs soient les plus précis possibleprécis, nous avons besoin des mêmes stations au sol qui collecteront les données sur la trajectoire de vol du satellite. Plus il y a de telles stations, plus le temps d'observation pour le vol d'un satellite particulier est long, plus il y a d'informations et plus les calculs sont précis. Au milieu des années 2000, il y avait déjà un conflit entre la Russie et les États-Unis, lorsque les Américains ont refusé de placer des stations GLONASS sur leur territoire, et en réponse, la Russie a menacé d'éteindre les stations terrestres GPS déployées dans les années 1990. En 2014, les stations étaient toujours éteintes, donc depuis 8 ans maintenant, le GPS fonctionne en Russie sans elles, et GLONASS continue de se débrouiller avec seulement 12 stations terrestres étrangères, dont la plupart sont situées dans l'ex-URSS.

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Spécialement pour les téléphones mobiles il y a longtempsil existe un système LBS bien établi qui améliore la précision de la navigation en utilisant les données de position transmises par d'autres appareils dont l'emplacement est bien connu et ne change pas. Ce sont des stations de base mobiles, des répéteurs, des appareils réseau. Les signaux qu'ils transmettent sont traités selon les mêmes principes que le signal satellite, permettant une triangulation plus rapide et plus précise dans des conditions où le signal satellite souffre d'interférences. Bien sûr, ce système fonctionne le mieux et le plus utile dans les villes où il y a beaucoup d'interférences de signaux satellites, mais les appareils qui transmettent leurs données de localisation sont également les plus nombreux.

Un autre goulot d'étranglement de tout satellitele système de navigation sera le fait même du déplacement du satellite en orbite. Plus le satellite est bas au-dessus de l'horizon, moins ses données seront fiables pour déterminer les coordonnées. Il est possible de créer un système exclusivement sur des engins spatiaux géostationnaires, qui seront toujours suspendus au même angle par rapport à l'horizon, mais cette option en nécessitera un grand nombre pour la navigation mondiale et sera également très vulnérable à la perte de véhicules.

Comme vous pouvez le constater, la navigation par satellite pose de nombreux problèmes,mais l'utilisateur final n'en souffre pas. Ils sont résolus avec succès, les systèmes fonctionnent, malgré les divergences politiques. Cela donne lieu à de nombreux mythes selon lesquels quelqu'un peut prendre une décision et désactiver la navigation. Les représentations de l'habitant partent du postulat qu'il existe un certain système de gré à gré qui donne du travail. En réalité, les désaccords ont toujours existé, et tous les systèmes ont été conçus pour être des alternatives les uns aux autres, et non pour se soutenir les uns les autres. L'illusion de collaboration est générée par la puce de navigation dans l'appareil de l'utilisateur, qui peut en fait recevoir des informations sur sa position de tous les systèmes de navigation et pas seulement d'eux. Il est facile de deviner que la désactivation de l'un d'eux n'est possible que directement sur l'appareil, et la suppression physique des systèmes de décodage du signal satellite sera une garantie fiable. Cela pourrait être la fin, mais passons à une comparaison détaillée des quatre GNSS pour comprendre en quoi ils diffèrent et ce que nous perdrons si, pour une raison quelconque, l'un d'eux disparaît sur nos appareils utilisateur.

Caractéristiques du système

GPS

Source : wikipedia.org

Les vestiges les plus anciens et les plus développésSystème GPS américain NAVSTAR. Initialement, il a été créé exclusivement à des fins militaires et était censé fournir aux forces armées américaines une navigation précise dans toutes les régions de la Terre. À l'avenir, en raison d'aspects financiers, le système a été soit réduit, soit étendu, acquérant des tâches allant au-delà de la fourniture de navigation, mais jusqu'en 2000, il est resté presque entièrement militaire. Le principe de calcul des coordonnées est basé sur la détermination de la position en mesurant le temps de réception d'un signal synchronisé du satellite. Le système est conçu pour calculer des coordonnées à la surface de la Terre, à l'exception des régions polaires. À l'heure actuelle, il dispose de 32 satellites géosynchrones tournant dans 6 plans orbitaux. Pour assurer le positionnement global, 24 satellites suffisent, mais pour améliorer la précision, il a été décidé d'augmenter leur nombre à 48. Le système transmet sur des fréquences ouvertes, mais un signal codé est également disponible pour les militaires, qui sont protégés des interférences et de la cryptographie. -le piratage. On suppose également que le signal militaire peut être dirigé de manière étroite, ce qui augmentera sa puissance dans une zone limitée. En revanche, depuis 2014, il est possible de donner un signal plus large et plus fort, qui est utilisé dans l'intérêt des services de secours.

GLONASS

Source : wikipedia.org

Le système russe GLONASS a été créé enl'époque de l'URSS et devait à l'origine résoudre les problèmes de navigation dans l'intérêt de la marine. Les caractéristiques de son déploiement ont influencé le choix des angles d'inclinaison des plans orbitaux des satellites, et les caractéristiques de l'approche militaire soviétique et la base matérielle de la fin de l'URSS ont dicté le choix d'orbites non résonnantes plutôt que géosynchrones. Si les satellites Navstar nécessitent périodiquement des ajustements d'orbite, alors ERA-GLONASS vole sans ajustements pendant toute leur durée de vie active. Cela augmente la fiabilité de la constellation elle-même, mais affecte négativement la stabilité de la réception des signaux à tout moment et en tout lieu. Les satellites GLONASS sont également situés sur trois plans orbitaux, bien qu'ils en nécessitent également au moins 24 pour le positionnement global.Toutes les caractéristiques ci-dessus de GLONASS et du GPS ont autrefois joué un rôle important. Au début des années 2000, la constellation russe de satellites a pratiquement cessé d'exister, mais l'intensification du développement du Nord a montré que le GPS n'a pas la précision nécessaire dans les régions polaires, et GLONASS semble plus préférable à cet égard. En conséquence, le système national a reçu une seconde vie. À l'heure actuelle, il y a 23 satellites opérationnels en orbite (18 suffisent pour assurer la navigation au sein de la Fédération de Russie), dont la plupart ont depuis longtemps dépassé la période de garantie, mais le remplacement n'est effectué qu'en cas de défaillance réelle des satellites.

Galilée

Source : wikipedia.org

Système de navigation européen Galileoétait à l'origine un projet commercial non militaire de l'Union européenne et de l'Agence spatiale européenne, qui a été développé dans le cadre de la résolution des problèmes de navigation de transport pour les pays de l'UE et leurs partenaires commerciaux. En conséquence, pas du tout la Chine européenne et la Corée du Sud n'ont été notées parmi les participants au projet. Comme le GLONASS russe, ce système a été créé pour fournir une plus grande précision de navigation dans le cercle polaire arctique par rapport au GPS. De plus, il était initialement prévu d'obtenir une meilleure couverture dans les zones urbaines denses avec plus de satellites, mais à ce jour la situation a été corrigée en utilisant le signal GPS, et le nombre de satellites n'a pas atteint le nombre prévu. Toujours pour Galileo, une variante à trois plans orbitaux avec 8 satellites en orbite a été choisie. On a supposé qu'en plus des 8 satellites fonctionnels, il y aurait 2 autres satellites de secours chacun, mais en fait le système continue de souffrir de pannes techniques, et il n'y a que 25 satellites en orbite, dont trois ont déjà expiré la période de garantie . Par ailleurs, il convient de mentionner qu'en tant que système commercial, Galileo dispose initialement de plusieurs modes qui ne sont pas accessibles au public, notamment un mode payant pour les consommateurs commerciaux et un "service gouvernemental" accessible aux forces de l'ordre avec restriction d'accès et protection contre le piratage.

"Beido"

Source : wikipedia.org

Le « Beidou » chinois est passé d'unprojet, qui a été créé à l'origine pour résoudre les problèmes de géodésie au sein de la RPC. Point important, le projet était local, et le volet navigation n'était pas à l'origine le principal. Et les fonds en provenance de Chine au moment du lancement étaient très limités. En conséquence, le choix de la solution a été dicté par d'autres principes, qui ont prédéterminé l'approche qui n'était pas la plus rationnelle pour le système de positionnement global - l'utilisation de satellites géostationnaires. L'idée de Beidou est que deux satellites suffisent déjà pour déterminer les coordonnées du terminal utilisateur. Le troisième point est le centre de masse de la Terre, dont la position dans ce système ne change jamais. Au stade initial, l'avantage est évident : les exigences minimales pour que GPS, GLONASS et Galileo obtiennent des données de position fiables sont quatre satellites dans une position proche du zénith. De manière optimale - au moins 8 satellites dans la zone de visibilité. Beidou est déjà suffisant pour deux, et leur position ne changera en fait jamais non plus pour les appareils utilisateur situés en Chine. Le problème est que pour obtenir un réseau mondial de satellites de géolocalisation avec une grande précision, un grand nombre d'engins spatiaux sont nécessaires. Désormais, la constellation compte déjà 48 satellites, mais elle ne garantit toujours pas une couverture de toute la surface de la Terre. De plus, le système est extrêmement complexe. La constellation comprend des satellites géosynchrones et géostationnaires, situés sur des orbites différentes, ainsi que la plus grande réserve possible de satellites dans le système lui-même, car, comme on l'a dit, cette approche est la plus vulnérable aux pertes d'engins spatiaux. La RPC possède également le plus grand réseau de stations au sol, un ordre de grandeur supérieur à tout ce qui est utilisé dans d'autres systèmes. En conséquence, Beidou fonctionne très bien en Chine et dans ses frontières, mais au niveau mondial, ce n'est pas le système le plus fiable.

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Ce qui peut être désactivé

Alors, que peuvent désactiver les Américains ?Pour commencer, on peut dire tout de suite que les États-Unis ne peuvent en aucune manière interférer dans les travaux de GLONASS et Beidou, à moins qu'ils ne commencent à désactiver le vaisseau spatial de ces systèmes. Dans la prochaine étape, la Russie et la Chine commenceront à abattre des satellites américains, et nous aurons la première guerre spatiale de l'histoire de l'humanité. Je ne pense pas qu'une telle option ait été discutée à Washington à plus grande échelle que la possibilité en principe d'abattre un satellite. Le système Galileo est actuellement complètement dépendant de la transmission des données des satellites GPS, on peut donc affirmer ici que les Européens ne pourront pas rompre fondamentalement avec les Américains. Une autre chose est que, techniquement, Galileo et le GPS sont des systèmes différents et que toutes les solutions applicables pour l'un ne peuvent pas être mises en œuvre dans l'autre.

Et si la question relève exclusivement de l'Europel'administration, il serait relativement facile d'excommunier les utilisateurs russes de la navigation par satellite. Il suffirait de transférer tous les signaux vers l'une des options à accès limité, en fournissant des clés de cryptage à toute personne en dehors de la Fédération de Russie et en ne les fournissant pas aux appareils enregistrés dans la Fédération de Russie. Ce serait un coup dur pour l'entreprise, mais techniquement relativement facile à mettre en œuvre. Nous désactivons le service ouvert, annulons les licences PRS, SAR et commerciales pour la Russie, et Galileo dans la Fédération de Russie cesse de fonctionner. Dans le même temps, il y aura des problèmes pour ceux qui n'ont pas d'appareils qui reçoivent un signal dans la bande E6, et les titulaires de licence commerciale seront égalisés avec les utilisateurs ordinaires, mais ce qui ne peut être fait au nom des sanctions.

Avec le GPS, la situation est plus compliquée.Si avant 2000, il existait un régime spécial de réduction de la précision pour les utilisateurs civils, alors depuis 2007, il n'existe aucune méthode pour grossir artificiellement les données du système de navigation au niveau physique. Ceux. il suffit d'activer le mode de transmission de fausses coordonnées ne fonctionnera pas. Il faudra au moins du temps pour développer des algorithmes et diffuser des protocoles qui permettront soit de grossir, soit de décaler. Le deuxième problème est que tous les satellites Navstar n'ont pas la capacité de transmettre les derniers signaux codés, ce qui rend impossible, comme le système Galileo, de simplement diffuser un signal sur le RF que les appareils locaux ne peuvent pas recevoir. Le GPS n'a jamais été un système commercial, il ne fournit donc tout simplement pas différents niveaux d'accès, sauf en installant différents récepteurs. Étant donné que les récepteurs de type militaire ont été fournis de manière très limitée, même les alliés américains dans les blocs militaires n'en ont pas en quantité suffisante. Sans compter que le passage à des modes de fonctionnement purement militaires de la constellation de satellites va provoquer un véritable effondrement des transports. Le trafic aérien et maritime s'arrêtera tout simplement. Les coûts sont énormes - le résultat est douteux.

Semble complètement peu prometteurune idée reproduite pour éteindre le signal des satellites pendant qu'ils survolent le territoire de la Fédération de Russie. Les États-Unis ont fait de grands efforts pour s'assurer qu'à tout moment de n'importe où dans le monde (à l'exception des territoires au-delà du cercle polaire arctique) au moins 6 satellites soient visibles. Pour le territoire européen de la Fédération de Russie, ce chiffre est d'environ 10. Il faut comprendre que les satellites situés bas au-dessus de l'horizon ne sont généralement pas utilisés en raison de la redondance des données. Si vous commencez à désactiver les satellites au-dessus de la Fédération de Russie, les appareils commenceront automatiquement à en prendre des informations. Oui, ce sera plus lent, la précision commencera à diminuer, mais ne tombera pas à des nombres inacceptables pour l'orientation dans l'espace. Des données supplémentaires de GLONASS, Beidou et d'autres outils de géolocalisation pourront compenser l'éventuel arrêt des satellites Navstar survolant directement la Russie, la puissance de calcul des smartphones modernes sera suffisante pour continuer à positionner correctement les utilisateurs au moins dans les villes.

Désactivez tous les satellites visibles depuisLa Russie, c'est possible, mais cela signifiera l'effondrement du GPS en tant que système de positionnement précis. Il y aura des régions où il n'y aura tout simplement pas un nombre suffisant de satellites dans la zone de visibilité. Et les victimes d'un tel arrêt seront principalement l'armée américaine, qui possède de nombreux systèmes anciens qui, en principe, ne sont pas capables de recevoir des signaux d'autre chose que du GPS. Par exemple, un tel problème se posera dans 90% des avions embarqués de l'US Navy. Il est peu probable que le Pentagone soit heureux de savoir que ses pilotes auront besoin de tablettes chinoises ou de cartes papier pour naviguer juste pour voler. De plus, si nous supposons que tout cela sera commencé dans le but de créer des problèmes dans la zone de l'opération militaire spéciale en Ukraine, alors l'hypothèse devient complètement absurde. Désactiver le GPS dans la partie européenne de la Russie et ne pas le désactiver en Ukraine ne fonctionnera pas sans modifier les orbites des satellites. Et cela signifie que les Américains auront besoin d'un GNSS fondamentalement différent.

Perspectives possibles

Est-ce que tout ce qui précède signifie que le GPS continueratravailler en Russie? À court et moyen terme, la réponse est oui. Il n'est pas possible d'éteindre rapidement le GPS. Avec certains coûts et beaucoup d'efforts pour modifier le système, cela peut être fait, mais sans effet significatif. Il est possible de coder le signal GPS et Galileo de manière à ce que les utilisateurs de la Fédération de Russie le reçoivent sous une forme illisible. Mais cela n'affectera pas l'utilisation de la navigation en ce moment, puisqu'il y a GLONASS et Beidou. Ce sera pire si le signal est délibérément déformé, alors les appareils passeront beaucoup de temps à filtrer les données invalides et à faire des ajustements. Ceci est annulé en corrigeant le firmware, mais c'est déjà une question pour les développeurs, tous ne voudront pas publier un firmware séparé pour la Fédération de Russie, où la réception GPS sera complètement désactivée.

A long terme, le plusUne variante semble réaliste, dans laquelle la Fédération de Russie ne recevra tout simplement pas d'appareils dont les chipsets incluent des blocs chargés de recevoir et de décrypter les données du GNSS européen et américain. Ce sera un arrêt GPS valide en Russie. C'est juste la période minimale pour la mise en œuvre d'une telle solution - au moins 2-3 ans, qui seront consacrées au développement de nouveaux modules de navigation.

Il semble également une option assez réaliste, avecqui imposera aux fabricants d'appareils la nécessité d'apporter des corrections au micrologiciel des appareils fournis sur le marché russe. Dans ce cas, la navigation par satellite sera également désactivée, mais la fiabilité d'un tel blocage sera totalement illusoire. Il est facile de deviner que d'ici une semaine ou deux, un micrologiciel personnalisé non officiel apparaîtra, conçu pour rétablir la navigation. Ainsi, il s'avérera non pas de désactiver le GPS, mais de s'enrichir auprès des cambrioleurs et des magasins de téléphonie mobile, qui commenceront à proposer l'installation de firmware non originaux. On pourrait voir comment un tel blocage fonctionne en Crimée, où il existe déjà une entreprise bien établie qui renvoie le travail de Google Play et d'autres services GMS, malgré les sanctions.

En fait, il s'avère que la décision d'éteindreLe GPS sous quelque forme que ce soit peut être accepté aux États-Unis. Et ils peuvent même le mettre en pratique, mais dans un an ou deux, il ne sera certainement pas possible de créer de sérieux problèmes pour les utilisateurs ordinaires, ainsi que de priver les professionnels qui en ont besoin pour travailler de l'accès aux données de navigation (par exemple, GNSS les données sont, en principe, insuffisantes pour la géodésie) . À long terme, la situation pourrait évoluer dans une direction plus négative, cependant, à condition que GLONASS soit maintenu en état de fonctionnement et la conclusion d'accords solides avec la partie chinoise donnant accès à Beidou, il est peu probable que les utilisateurs russes remarquent des sanctions de navigation.

GLONASS tout ? Annulation de la navigation par satellite russe dans les chipsets

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