Почему Пентагон разрешил всему миру бесплатно пользоваться GPS
Поговорим об одной из самых малообсуждаемых технологий эпохи космической гонки между США и СССР. О глобальной спутниковой навигационной системе — GPS.
Сегодня она используется практически во всех отраслях экономики от навигации самоуправляемых тракторов и полетов дронов, до навигации и помощи в избегании столкновений самолетов.
Сегодня в стоимость смартфонов и других гаджетов входит огромное количество технологий и сервисов, без которых невозможно представить их работу. Однако GPS является тем исключением, за пользование которым не платит ни производитель, ни пользователи. Система функционирует на деньги американских налогоплательщиков, которые тратят около 2$ млн. каждый день на поддержание ее работоспособности. Всего же на разработку и запуск GPS было потрачено около 12$ млрд.
Конечно же, технология не всегда была бесплатной и общедоступной, а разработана была, как и многие другие космические и телекоммуникационные технологии того времени, — для нужд американской армии. Ее реализация началась с запуска первого навигационного орбитального спутника в 1971 году.
Всего бесперебойную работу системы обеспечивает 24 основных навигационных спутника. Ровно столько нужно, чтобы в любое время любую точку на земле покрывал сигнал как минимум 4 спутников. Меньшее количество спутников просто не позволило бы работать системе с хоть сколько-то приемлемой точностью.
Еще большую сложность, чем вывод на орбиту нужного количества спутников, составляет точный подсчёт времени. Дело в том, что вычисление вашего точного местоположения происходит методом триангуляции (проще говоря отслеживания) сигнала вашего устройства, которое постоянно связывается со спутниками, получает от них данные об их местоположении на орбите земли и точном времени. Смартфон благодаря этому может сказать на каком расстоянии от спутника вы находитесь. Система определяет радиус вашего возможного местонахождения исходя из той площади поверхности земли, которую в этот момент должен был видеть спутник, а потом определяет в какой точки пересекаются радиусы всех остальных спутников с которыми связалось ваше устройство. На этом пересечении и есть точные координаты вашего местоположения.
Однако, поскольку спутники постоянно движутся вокруг земли при чем со скоростью 14 тысяч км/ч, необходимо точно устанавливать в какое время и какой спутник находился в каком месте т. к. просчёт даже на 20 или 30 наносекунд — сделал бы подсчеты неприемлемо неточными. Поэтому каждый спутник снабжён атомными часами — самым совершенным устройством подсчета времени.
Спутники же снабжают и ваше устройство информацией о точном времени т. к. установка атомных часов в ваш смартфон было бы слишком дорогостоящим мероприятием. Для точной калькуляции времени приходится использовать теорию относительности Эйнштейна т. к. часы на борту спутников воспринимают время немного иначе, каждый день расхождение с земным временем составляет 45 макросекунд. Это происходит из-за того, что спутники курсируют вокруг земли на высоте 20 тысяч километров над поверхностью планеты, где гравитация планеты имеет меньшее влияние на искривление пространства времени. И если бы этот эффект не принимался в расчёт, то система GPS теряла бы в аккуратности по 10 километров каждый день, что сделало бы ее бесполезной. Для сравнения, сегодняшняя средняя аккуратность системы составляет порядка 5 метров.
Такая сложная система дала неоспоримое преимущество американское армии и она же используется для наведения ракет. Из-за этого ее долго не хотели открывать для гражданского и коммерческого использования т. к. тогда ею в теории могли бы пользоваться и враги Америки.
Но в 1983 в дело вмешалась политика и трагедия. Советский боевой истребитель сбил южнокорейский пассажирский самолёт из-за нарушения им советского воздушного пространства. Этой трагедии легко можно было бы избежать, будь новая система навигации доступна гражданским судам. Поэтому 16 сентября 1983 года президент США Рональд Рейган подписал указ об открытии облегчённой версии системы для гражданского использования, при чем совершенно бесплатно.
Облегчённой эта версия системы была потому, что ее аккуратность для гражданского использования была понижена до радиуса в 100 метров. Это было сделано для того, чтобы сохранить преимущество навигации американской армии. И лишь в 2000 году Билл Клинтон подписал указ об открытие полной версии GPS для бесплатного использования, причём для всего мира. В дело снова вмешалась политика и экономика, к тому моменту было уже очевидно какие большие экономические бенефиты несёт в себе разрешение употреблять сверхточную навигацию для коммерческого и частного пользования.
Кроме того американской армией к тому моменту была разработана технология нарушения сигнала спутников GPS над определённой территорией, что защищало армию от угрозы наведения ударов по ней через GPS. Сегодня же гаджеты, способные глушить сигнал GPS может собрать любой умелец или купить на алиэкспресс. Да и в конце концов, у США и по сей день есть возможность отключить GPS для всего остального мира.
Поэтому другие крупные мировые державы заняты разработкой похожих систем полностью или частично замещающих GPS. В настоящий момент у России, Китая и ЕС есть свои 24-спутниковые системы навигации и в теории они не зависят в этом от США. А у Индии и Японии запущено по несколько спутников для улучшения покрытия их территорий.
поддержать автора:
5228 6005 8566 7878
или на DonationAlerts