Selective Availability w systemie GPS

Opublikowane przez AskeF w dniu

W zasadzie wszyscy wiedzą, czym jest system GPS (ang.: Global Positioning System). Większość z nas jest jego aktywnymi użytkownikami. Wyszukując na przykład cokolwiek na mapach Google’a, albo nawigując podczas przemieszczania się samochodem, określamy swą pozycję na podstawie wskazań GPS odczytywanych na naszym smartfonie lub komputerze.

Kiedyś już pisałem, że przecież równie dobrze byłoby wykorzystywać ten system w lotnictwie. Tym bardziej, że stosowane technologie w postaci radiolatarni VOR, DME, czy NDB, mają już dobre kilkadziesiąt lat za sobą. Swoją drogą istnienie radiolatarni VOR jest obecnie praktycznie ograniczone w Polsce do głównych lotnisk komunikacyjnych. Co więcej, podobno już dwa lata temu wszystkie powinny były zakończyć swój żywot. A jednak dalej (choć w ograniczonej ilości) nam służą.

Z drugiej strony obecna technologia w postaci systemu GPS, w dalszym ciągu nie zastępuje całkowicie tradycyjnych pomocy nawigacyjnych. I choć dzisiejsze samoloty w pełni wykorzystują dobrodziejstwa lokalizacji satelitarnej w bieżącej nawigacji, to wciąż nie stanowi ona głównego źródła informacji podczas chciażby podejścia i lądowania samolotu. Czy zastanawialiście się kiedyś nad przyczyną tego stanu rzeczy?

Jak wiadomo, system GPS został stworzony i jest utrzymywany przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych od 1995 roku. System obejmuje swym działaniem całą kulę ziemską i zgodnie z polityką Stanów Zjednoczonych jest darmowy, i takim ma pozostać. Jego działanie polega na pomiarze czasu dotarcia sygnału radiowego z satelitów do odbiornika. Znając prędkość fali elektromagnetycznej oraz znając dokładny czas wysłania danego sygnału można obliczyć odległość odbiornika od satelitów. W dużym uproszczeniu pozwala to odbiornikowi sygnału na określenie swojej pozycji w wybranym układzie odniesienia (standardowo jest to WGS-84) wraz z aktualnym czasem z bardzo dużą dokładnością sięgającą 4-12 metrów w poziomie. Łatwo można sobie wyobrazić, że jest to dokładność większa niż obecnie stosowonaych systemów ILS kategorii 1, 2 oraz 3A, choć nie do końca można oba systemy w ten sposób porównywać.

Ze względów strategicznych przewidziano dwa poziomy dostępu do systemu – dostęp standardowy dla odbiorców cywilnych oraz precyzyjny dla sił zbrojnych Stanów Zjednoczonych. Standardowy dostęp ze względów technicznych daje dokładność rzędu kilku metrów, jak podawałem wyżej. Jednak ze względu na możliwość zastosowania nawet takiej informacji w działaniach militarnych, sygnał cywilny był zakłócany pseudolosowym błędem – w wybranych miejscach Ziemi, a później globalnie. Dokładność ustalenia pozycji spadała do około 100 metrów, a samo zakłócenie nosiło miano Selective Availability. I choć w zastosowaniach stacjonarnych można było powyższe zakłócenia kompensować, to na przykład dla lądującego samolotu zastosowanie GPS przy aktywnym SA, stawało się bezużyteczne.

1 maja 2000 roku prezydent USA Bill Clinton nakazał wyłączenie mechanizmu SA (Selective Availability) zakłócającego efemerydę satelity i poprawki zegarów atomowych. Od tego czasu możemy korzystać z GPS w postaci, jakiej znamy go obecnie. Dlaczego więc GPS nie może zastąpić całkowicie znanych pomocy radionawigacyjnych? Niestety dlatego, że Departament Obrony zastrzegł sobie prawo do włączenia Selective Availability w dowolnej chwili, kiedy będzie tego wymagało bezpieczeństwo. I w ten sposób nie można polegać całkowicie w lotnictwie na systemie GPS/NAVSTAR.

Nic dziwnego, że inne państwa na świecie zapragnęły uwolnić się i uniezależnić od technologii USA. Mamy więc do czynienia z europejskim GALILEO, rosyjskim GLONASS, czy indyjskim NAVIC, albo chińskim Beidou. W przeciwieństwie jednak do systemu amerykańskiego i rosyjskiego, pozostałe jeszcze nie są w pełni rozwinięte i wciąż znajdują się w trakcie wdrażania (dla GALILEO ostateczny termin oddania do użytkowania jest wciąż przekładany).

Póki co, lotnictwo przez kilka/kilkanaście następnych lat jest jeszcze skazane na tradycyjne pomoce radionawigacyjne, które przez wiele dziesiątek lat bardzo dobrze się sprawdzały i w dalszym ciągu działają. Nowe i nowocześniejsze systemy są wprawdzie rozwijane, ale w dalszym ciągu jest to raczej faza testów niż w pełni działające urządzenia.

Wszystkiego Najlepszego w Nowym Roku!

 


1 komentarz

Robert · 5 maja, 2022 o 08:46

Zawsze zastanawiałem się dlaczego nawigacja lotnicza w pełni nie opiera się na GPS, tylko korzysta z radionawigacji. Ten artyku dużo mi wyjaśnił. Dziękuję i pozdrawiam autora.
Robert

Dodaj komentarz

Avatar placeholder

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

%d bloggers like this: