Сигналы спутников SpaceX используются как GPS.

Инженеры-исследователи разработали метод использования сигналов, передаваемых спутниками Starlink, для точного определения местоположения на Земле, подобно GPS. Это первый случай использования системы Starlink для навигации исследователями не из SpaceX.

Спутники Starlink, отправленные на орбиту компанией SpaceX Илона Маска, предназначены для обеспечения широкополосного доступа в Интернет в удаленных точках по всему миру. Исследователи использовали сигналы с шести спутников Starlink для определения местоположения на Земле с точностью до 8 метров.

Их результаты, представленные 22 сентября 2021 года на ежегодном собрании Института навигации Глобальной навигационной спутниковой системы в Сент-Луисе, могут стать перспективной альтернативой GPS. Исследования будут опубликованы в ближайшем номере журнала IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems.

Ученым не понадобилась помощь SpaceX для использования спутниковых сигналов, и они подчеркнули, что у них не было доступа к фактическим данным, передаваемым через спутники, — только к информации, связанной с местоположением и перемещением спутника.

«Мы ловили сигнал, а затем разработали сложные алгоритмы для определения нашего местоположения, и доказали, что это работает с большой точностью», — расказал Зак Кассас, директор Центра исследований автоматизированных транспортных средств с мультимодальной гарантированной навигацией (CARMEN), расположенного в Университете штата Огайо.

«И хотя Starlink не был разработан для целей навигации, мы показали, что можно достаточно хорошо изучить некоторые части системы, чтобы использовать ее для навигации».

Для этого исследования Кассас и его исследовательская группа изучили систему Starlink и проанализировали сигналы, посылаемые спутниками. Они разработали алгоритм, позволяющий использовать сигналы нескольких спутников для определения местоположения на Земле. Затем они установили антенну в кампусе Калифорнийского университета и попытались использовать сеть для определения местоположения антенны.

Используя Starlink, они определили местоположение антенны с точностью до 7,7 метра. Для сравнения, GPS обычно определяет местоположение устройства в пределах от 0,3 до 5 метров. По словам Кассаса, команда использовала аналогичные методы с другими группировками низкоорбитальных спутников, но с меньшей точностью, определяя местоположение в пределах 23 метров. Команда также работала с ВВС США над определением местоположения высотных самолетов; они смогли приблизиться к 5 метрам, используя сигналы наземной сотовой связи, поделился Кассас.

SpaceX разместили около 1700 спутников на низкой орбите Земли, что означает, что они обращаются вокруг планеты на расстоянии около 1200 км от поверхности. В конечном итоге SpaceX планирует запустить более 40 000 спутников.

По словам Кассаса, по мере увеличения плотности покрытия Starlink будет расти и точность навигации и геолокации его команды с помощью соответствующих сигналов.

Их же открытие, как утверждает автор, может позволить правительству или другим агентствам использовать спутники Starlink в качестве альтернативной навигационной системы — и, возможно, более безопасной — по сравнению с GPS, на которой работают почти все навигационные системы по всему миру.

GPS существует уже более 30 лет, и ее сигналы хорошо известны, как и программное обеспечение с открытым исходным кодом, сказал Кассас. Это является преимуществом для компаний, которые разрабатывают GPS-приемники для смартфонов, носимых фитнес-устройств и автомобилей, но это также делает систему уязвимой для атак. Спутники GPS также находятся дальше от Земли, чем низкоорбитальные системы, что делает их сигналы слабее, а значит, более восприимчивыми к помехам.

Атаки, глушащие сигнал GPS могут полностью отключить геолокацию, что является растущей проблемой для авиации. От них также могу пострадать системы, предназначенные для мониторинга местоположения и предотвращения дублирования маршрутов.

По словам Кассаса, система Starlink привлекательна для экспертов в области навигации, поскольку до сих пор сигналы были частными — SpaceX не делилась ими с правительствами или исследователями. Спутники Starlink находятся ближе к Земле, чем спутники GPS, что делает их сигналы намного сильнее и менее восприимчивыми к помехам.

«Важный момент заключается в том, что мы не «прослушиваем» то, что передается через эти спутники», — подчеркнул Кассас. «Мы изучили сигналы достаточно хорошо, чтобы использовать их в навигационных целях».

А вы как относитесь к идее дублирования средств геолокации? Согласились бы пользоваться чем-то кроме GPS? Кстати, процесс налаживания связей в реальном и виртуальном пространстве вполне можно описать одним словом – и доменной зоной .network