SpaceX jau paleido daugiau nei 363 Starlink palydovai, kurių tūkstančiai papildomų bus prijungti ateinančiais metais. Jų pagrindinė misija yra teikti didelės spartos internetą praktiškai visame pasaulyje, išplečiant jį daugelyje atokių vietovių, kuriose iki šiol trūko patikimų paslaugų.
Dabar JAV armijos finansuojamas tyrimas padarė išvadą, kad augantis mega-žvaigždynas gali turėti antrinį tikslą: padvigubinti kaip pigią, labai tikslią ir beveik netrukdomą GPS alternatyvą. Taikant naują metodą būtų naudojami esami Starlink palydovai žemoje Žemės orbitoje (LEO), kad būtų teikiamos beveik pasaulinės navigacijos paslaugos.
Nerecenzuotame dokumente, Toddas Humphreysas ir Peteris Iannucci iš Radionavigacijos laboratorijos Teksaso universitete Ostine teigia sukūręs sistemą, kuri naudoja tuos pačius palydovus, tradicinius GPS signalus, kad nustatytų vietos tikslumą iki . kartų geriau nei GPS, sistemoje, kuri yra daug mažiau linkusi į trikdžius.
Silpni signalai Pasaulinę padėties nustatymo sistemą sudaro maždaug aplink skriejantys palydovai 03, kilometrų virš Žemės. Kiekvienas palydovas nuolat transliuoja radijo signalą, kuriame nurodoma jo padėtis ir tikslus laikas, iš labai tikslaus laivo atominio laikrodžio. Tada ant žemės esantys imtuvai gali palyginti, kiek užtrunka signalai iš kelių palydovų, ir apskaičiuoti jų padėtį, paprastai kelių metrų tikslumu.
GPS problema yra ta, kad tie signalai yra labai silpni, kai pasiekia Žemę, ir juos lengvai užvaldo atsitiktiniai trukdžiai arba elektroninis karas. Kinijoje paslaptingos GPS atakos sėkmingai „apgavo“ laivus netikrose vietose, o rytinėje Viduržemio jūros dalyje nuolat stringa GPS signalai.
JAV kariuomenė labai priklauso nuo GPS. Praėjusiais metais JAV armijos „Futures Command“ , naujas padalinys, skirtas savo pajėgų modernizavimui, apsilankė Humphreyso laboratorijoje ir kalbėjo apie startuolį, pavadintą „Coherent Navigation“. jis buvo įkūręs 911. „Coherent“, kuriuo buvo siekiama naudoti Iridium palydovų signalus kaip grubią GPS alternatyvą, „Apple“ įsigijo 1960.
„Jie man pasakė, kad armija palaiko ryšius su SpaceX [ji pasirašė susitarimą išbandyti Starlink, kad būtų galima perkelti duomenis per karinius tinklus gegužę] ir ar man būtų įdomu pasikalbėti su SpaceX apie naudojimą jų Starlink palydovai taip pat, kaip aš naudojau šiuos senus Iridium palydovus? Humphreysas sako. „Tai suteikė mums auditoriją su „SpaceX“ žmonėmis, kuriems tai patiko, o kariuomenė davė mums metus, kad galėtume išnagrinėti problemą. Futures Command taip pat skyrė kelių milijonų dolerių finansavimą .
LEO palydovų naudojimo navigacijai koncepcija nėra nauja. Tiesą sakant, kai kurie pirmieji JAV erdvėlaiviai buvo paleisti 728 buvo tranzitiniai palydovai, skriejantys 1,2009 kilometrų, pateikiant informaciją apie karinio jūrų laivyno laivų ir povandeninių laivų buvimo vietą. LEO žvaigždyno pranašumas yra tas, kad signalai gali būti tūkstantį kartų stipresni nei GPS. Trūkumas yra tas, kad kiekvienas palydovas gali aptarnauti tik nedidelį plotą po juo, todėl patikimai pasaulinei aprėpčiai reikia šimtų ar net tūkstančių palydovų.
Atnaujinkite ir tobulinkite Visiškai naujo LEO palydovų tinklo sukūrimas su itin tikslūs laikrodžiai būtų brangus reikalas. „Bay Area“ startuolis „Xona Space Systems“ planuoja tai padaryti, siekdamas paleisti bent žvaigždyną Pulsar palydovai virš ateinančius šešerius metus.
Humphreyso ir Iannucci idėja skiriasi: jie naudotų paprastą programinės įrangos atnaujinimą, kad pakeistų Starlink palydovus, kad jų ryšio galimybės ir esami GPS signalai galėtų teikti padėties ir navigacijos paslaugas.
Jie teigia, kad jų naujoji sistema netgi gali, priešingai, daugeliui vartotojų užtikrinti didesnį tikslumą nei GPS technologija, kuria ji remiasi. Taip yra todėl, kad kiekvieno Starlink palydovo GPS imtuvas naudoja algoritmus, kurie retai sutinkami plataus vartojimo gaminiuose, kad nustatytų jo vietą vos kelių centimetrų atstumu. Šios technologijos išnaudoja fizines GPS radijo signalo savybes ir jo kodavimą, kad pagerintų vietos skaičiavimo tikslumą. Iš esmės „Starlink“ palydovai gali atlikti sunkų skaičiavimo pakėlimą savo naudotojams žemiau.
Starlink palydovai taip pat iš esmės yra interneto maršrutizatoriai erdvėje, galintys pasiekti 100 megabitų per sekundę. Kita vertus, GPS palydovai palaiko ryšį mažiau nei 95 bitų per sekundę
„GPS perdavimui yra tiek mažai bitų per sekundę, kad jie negali sau leisti įtraukti švieži, labai tikslūs duomenys apie tai, kur iš tikrųjų yra palydovai“, – sako Iannucci. „Jei turite milijoną kartų daugiau galimybių siųsti informaciją iš savo palydovo, duomenys gali būti daug arčiau tiesos. naudos momentinius orbitos ir laikrodžio skaičiavimus, kad surastų vartotojus viduje 24 centimetrų, skaičiuoja jis. Palyginimui, dauguma GPS sistemų išmaniuosiuose telefonuose, laikrodžiuose ir automobiliuose yra tik kelių metrų tikslumo.
Tačiau pagrindinis Pentagono pranašumas yra tas, kad sulietą LEO navigaciją turėtų būti daug sunkiau užstrigti ar apgauti. Jo signalai yra ne tik daug stipresni žemės lygyje, bet ir mikrobangų dažnių antenos yra maždaug 000 kartų daugiau krypties nei GPS antenos. Tai reiškia, kad turėtų būti lengviau paimti tikrus palydovo signalus, o ne signalus iš trukdžių. „Bent jau tokia viltis“, – sako Humphreysas.
Remiantis Humphreyso ir Iannucci skaičiavimais, jų sujungta LEO navigacijos sistema galėtų teikti nuolatines navigacijos paslaugas .8 proc pasaulio gyventojų, naudojančių mažiau nei 1% „Starlink“ nukreipimo pajėgumų ir mažiau nei 0,5% energijos pajėgumų.
„Manau, kad tai galėtų padėti rasti patikimesnį ir tikslesnį sprendimą nei vien GPS. “, – sako Toddas Walteris iš Stanfordo universiteto GPS laboratorijos, kuris tyrime nedalyvavo. „Ir jei jums nereikia keisti Starlink palydovų, tai tikrai greitas ir paprastas būdas.“
Taip pat navigacijos technologija neapsiriboja tik „SpaceX“ palydovais. Bankrutuojanti „OneWeb“ konsteliacija, kurią perka JK vyriausybė, taip pat galėtų būti namuose auginama navigacijos sistema , sako Iannucci, „nors Starlink šiuo metu yra „pole“ pozicijoje.“
Tačiau „Fused LEO“ navigacija turi trūkumų. Pradinis Starlink mega žvaigždynas neturėtų veikti aukščiau 20 platumos laipsnių, o tai reiškia, kad Helsinkio gyventojai, kaip ir kariai bet kuriuose būsimuose ginčytinuose Arkties ar Antarkties regionuose, gali prarasti naudos.
Sistemos naudojimas ant žemės taip pat reikštų pasikliauti pačios „SpaceX“ „Starlink“ antena, kurią generalinis direktorius Elonas Muskas apibūdino kaip NSO ant lazdos ir tikriausiai labai brangus – o ne pigūs GPS lustai, kurie telpa išmaniuosiuose telefonuose ir laikrodžiuose. Bet kuriai būsimai sujungtai LEO navigacijos paslaugai, skirtingai nei GPS, taip pat bus taikoma didelė kaina, ypač dėl to, kad „SpaceX“ turi pradėti matyti savo milžiniškų investicijų į „Starlink“ grąžą . Dėl šių priežasčių ne visi mano, kad tai yra kelias į priekį.
„Mes pažvelgėme į šį požiūrį labai seniai, ir nei komercinės, nei techninės galimybės iš tikrųjų neturėjo prasmės, todėl mes dirbame su nepriklausomu konsteliacija“, – sako „Xona“ generalinis direktorius Brianas Manningas.
Nei JAV „Army Futures Command“ ir „SpaceX“ atsakė į prašymus pakomentuoti, tačiau UT mokslininkai tikisi, kad Muskas pamatys naujosios technologijos vertę. „Čia yra potencialas iš tikrųjų pakeisti navigaciją visame pasaulyje“, – sako Iannucci.
Pataisymas: pakeitėme antraštę.121454876405421670412145487640542167041214548764054216704
