Ukrajinské drony zasáhly ruský GLONASS. Jak by vypadal svět bez jeho stanic?
Na konci srpna podnikla ukrajinská rozvědka GUR útoky sebevražednými drony na cíle na Krymu. Vedle několika radarů a radioteleskopu RT-70 zasáhly i pozemní stanici ruského satelitního navigačního systému GLONASS (globalnaja navigacionnaja sputnikovaja sistěma), píše Živě.cz.
Záběry z palubních dronů jsou k dispozici na telegramovém účtu rozvědky, která zde vyjmenovává všechny úspěšné zásahy. K dispozici je už ale i sestříhané video na YouTube výše.
Útok na GLONASS
Co to vlastně v praxi znamená, když protivník zaútočí na pozemní stanici některého z podobných systémů?
GPS (USA), GLONASS (Rusko), Galileo (Evropská unie), BeiDou (Čína) a další se v běžných aplikacích, jak je známe ze svých mobilů, chovají jako relativně pasivní radiomajáky. Z vysokých oběžných drah neustále vysílají data s informací o své oběžné dráze a speciální kódy, na jejichž základě přijímač v mobilu vypočítá, jak jsou daleko.
Pokud se mu podaří získat vzdálenosti a pozici ze tří a více družic, dokáže posléze vypočítat vlastní hrubou polohu. Buď 2D (zeměpisná šířka a délka), anebo ještě lépe 3D (včetně nadmořské výšky).
Není to jen radiomaják. Přijímá korekce ze Země
Leckoho by tedy napadlo, že když na zemském povrchu vypukne zombie apokalypsa, satelitní poziční systémy budou fungovat i nadále celé roky, dokud se družice udrží na svých oběžných drahách.
Jenže tak jednoduché to není. Aby totiž mohly satelity GPS a dalších konstelací nepřetržitě vysílat čerstvé údaje o své vlastní dráze (kterou přijímač potřebuje k určení jeho polohy), musí tyto informace nejprve nějak získat.
Používá se třeba laser a další metody
Jistě, některé letové parametry měří samotné plavidlo – zvláště novější generace –, což je klíčový bezpečnostní parametr, aby systém fungoval i v dobách krize, pro co nejpřesnější určení polohy nicméně družice i dnes potřebují právě zmíněné pozemní stanice, které zjišťují, kde se právě nacházejí a jak jsou daleko.
Jak to dělají? Některé satelity jsou vybavené speciálními odrazkami, na který personál pozemní stanice zaměří laser a podle doby letu změří vzdálenost. Vlastně se to v principu neliší od běžných optických ToF dálkoměrů (time-of-flight) na stavbách a v našich dílnách. Jen jsou mnohem přesnější a výkonnější.
Pozemní stanice pak zpřesněná data odesílají anténami zpět do družic a ty mohou vysílat čerstvý signál.
Efemeridy vydrží jen několik hodin
Podobné korekce je třeba provádět prakticky nepřetržitě, svrchní vrstvy atmosféry – ionosféra – totiž může velmi slabý signál GPS rušit a ohýbat, což pak zvláště za solárních bouří vede k tomu, že pozemní přijímače v našich kapsách hledají signál mnohem delší dobu, anebo s větší odchylkou, než je obvyklé.
Trajektorie družic se zároveň kvůli vlivům v kosmu může neustále mírně měnit, což by opět vedlo k chybnému výpočtu jejich pozice ze Země, a tak jsou tzv. efemeridy (přesné údaje o dráze satelitu) platné jen několik málo hodin. Poté je musí přijímač opět zachytit a stáhnout z vesmíru.
Mobil v kapse získá po otevření libovolných map přesnou polohu tak rychle jen díky tomu, že si tyto efemeridy stáhne z internetu, kam je vystavují samotní správci konstelací včetně GLONASS. V praxi se o to ale zpravidla stará výrobce samotného čipu GPS přijímače skrze své API pro partnery.
Extrémně přesné (ale už podle svého názvu efemérní) efemeridy doplňuje ještě pevný jízdní řád – almanach. Ten má mnohem vyšší trvanlivost až v řádu několika měsíců, slouží ale hlavně k tomu, aby se přijímač zorientoval na obloze a zhruba tušil, kde by tak družice podle dlouhodobého plánu měly právě být.
Takže co se stane, když zničíme pozemní segment?
Takže zpět k úvodu. Co se přesně stane, když zničíme jednu pozemní stanici systému GLONASS? Odpověď: Prakticky nic. Nejvýše někdo omylem vypadne z okna.
Ruský poziční systém jich má dnes totiž celou hromadu nejen na svém území, ale i na dalších kontinentech, kde neustále měří polohu družic v situacích, kdy jsou pro pozorovatele z Moskvy za obzorem.
Nicméně ještě druhá odpověď. Co by se stalo, kdyby se odmlčely všechny pozemní stanice? GLONASS by fungoval na jedničku ještě několik hodin, poté by se ale už začal pomalu rozcházet s realitou, protože by byly efemeridy na našich přijímačích zastaralé.
Signál z družic by sice stále přicházel, ale nejprve by se zvýšila odchylka v určení polohy a poté by už byl výpočet zcela k ničemu. Právě proto dostávají novější generace pozičních systémů vyšší míru autonomie, aby byly proti podobným útokům více odolné (vzájemná komunikace/crosslink apod.).
V opačném případě by totiž stačilo, aby protivník jednoduše zničil několik desítek budov, které prostě nikdo nikam neschová. Teď se o tom přesvědčili na Krymu.
