Domů
22.05.2009
Bloudit vás nechá akorát tak LžiDnes - v lese magorií.
Pochopitelně není pravda, že "navigace by mohly být už od příštího roku na nic."Navigace by mohly být už od příštího roku na nic.
Mohly. A do Země může napřesrok narazit asteroid. Ale je to asi tak pravděpodobné, jako že LžiDnes bude od příštího roku kvalitně zdrojovat články.
Už za dva roky by tak přesnost GPS mohla klesnout o dvacet procent.
Nikoli, to zpráva netvrdí. Říká, že pravděpodobnost toho, že v orbitálním segmentu GPS bude 24 funkčních satelitů může za určitých předpokladů za dva roky z dnešních více než 99% klesnout o 20% – tj. někam k osmdesáti procentům. To zdaleka není totéž jako říkat, že by přesnost mohla klesnout o 20%. Neúplná konstelace se projeví na různých místech a v různých časech různě – viz dále.
Systém GPS sestává především z 24 satelitů na oběžné dráze kolem Země.
Je to složitější. GPS postupně mělo nominální konstelace 18+3 nebo 21+3, kde až tři satelity tvořily aktivní orbitální zálohu. V současnosti platný GPS SPS Performance Standard opustil koncepci záloh a jako základní konfiguraci definuje po čtyřech slotech v šesti rovinách – celkem 24. Tři z sloty z této čtyřiadvacítky jsou "expandable" a mohou obsahovat dvě družice. Další satelity "navíc"jsou pochopitelně v jedné z orbitálních rovin, ale nemají předem určenou pozici. Snadno nahlížíme, že orbitální segment GPS toho času ve skutečnosti má 31 satelitů.
Jak moc je viditelná konfigurace "dobrá" pro kalkulaci polohy na daném místě udává parametr PDOP (Position Dillution of Precision). Velká hodnota PDOP znamená, že viditelné satelity jsou "moc blízko u sebe", a tedy se chyby určení vzdálenosti při výpočtu polohy neúměrně multiplikují díky nízkému úhlovému rozlišení. "Šest je to číslo, pod které se budeš snažit PDOP zatlačit, a oním číslem je šest" praví jedno z GPS přikázání.
Je-li 21 slotů obsazeno satelitem vysílajícím zdravý signál, nepoklesne průměrná (přes celou zemi a siderální den) pravděpodobnost, že pozorovatel s pětistupňovou maskou nad obzorem dosáhne PDOP šest a méně pod 98 procent a zároveň na nejhůře pokrytém místě na zemi neklesne obdobná pravděpodobnost pod 88 procent. (Poznamenejme, že PDOP nad šest znamená nižší přesnost, ale za kompletní výpadek se většinou považuje až PDOP deset nebo dvanáct.)
Uvedená kalkulace platí pro volajícího na poušti, křižující střelu a obdobné scénáře s nezastřeným výhledem na oblohu. Dodatečné satelity pak zvyšují pravděpodobnost úspěšného určení polohy i při v praxi častém částečném zakrytí výhledu.
Dobrou představu o důsledcích neúplné konstelace dává porovnání aktuálních PDOP map GPS (30+ funkčních satelitů) a Glonassu (18 funkčních satelitů).
Mapy (pozor, barevné kódování není stejné a i metodika se trochu liší) pěkně ukazují, že i s pouhými 18 satelity je Glonass použitelný a používaný na teritoriu Ruska, Evropy i USA, zatímco po jížním Pacifiku a Africe driftují slepé skvrny. Dále vidíme, že zejména ve vyšších zeměpisných šířkách má slabá místa i GPS.
Příčinou, proč Americké armádní letectvo (US AirForce) nestíhá systém opravovat, je podle nedávno zveřejněné zprávy americké administrativy i spojení některých dodavatelských firem a s tím související odchody odborných specialistů.
Je to opravdu jeden z problémů, které zpráva cituje. K tomu se ovšem řadí prakticky všechny myslitelné chyby projektového managementu a neduhy v zacházení s veřejnými penězi: střídání projekt managorů, nejasné rozdělení kompetencí, špatná koordinace mezi budováním orbitálního a pozemního segmentu, změny specifikace po přidělení kontraktu, průtahy a nekontrolovatelně rostoucí účet za vícepráce ... Většina – patrně oprávněné – kritiky ale směřuje k bloku GPS IIF – projekt GPS III zatím postupuje dle projektového plánu.
Konec GPS může být blízko
Barnumské titulky, které pak nejsou v textu nijak doloženy, patří k základním pracovním nástrojům bulvární žurnalistiky. I když zpráva GAO spekuluje, že pravděpodobnost udržení 24 družic klesne příští dva roky pod požadovaný 95% limit, tatáž zpráva pro stejné období nezpochybňuje pravděpodobnost udržení 21 družic blízko 100%. Katastrofický – jakkoli nepravděpodobný – scénář GAO by tak opravdu negativně dopadl na přesnost a/nebo dostupnost služby, ale ke "konci GPS" by měl velmi daleko.
V současné době má systém zpoždění přibližně tři roky oproti původním plánům. Pokud se letectvu nepodaří ztrátu dotáhnout, poklesne pravděpodobnost, že se podaří udržet v provozu všech 24 satelitů pod 95 % v roce 2010, a pod 80 % o dva roky později. Navíc právě v této době plánuje US AirForce vynést do vesmíru novou generaci satelitů. Bez nich odhaduje zmíněná zpráva šance GPS na přežití po roce 2017 pod 10 procent.
Zpráva především vůbec neřeší otázku "přežití" GPS, ale to, zda bude dodržen GPS SPS PS definovaný pomocný parametr (3.7.3 Operational Satellite Count Standards) – 95% dostupnost nominální konstelace 24 družic (bez ohledu na to, zda družice vysílá zdravý signál). Závěr získaný metodikou GAO je varující, a to sice, že pokud (a) budou družice bloku III opožděny o dva roky vůči současnému plánu a (b) nebude prodloužena životnost současných družic a ( c) nové družice budou mít jen projektovanou životnost, sníží se pravděpodobnost udržení zmíněné konfigurace v letech 2017-2019 jen na nějakých 10%. Body a, b a c ovšem zároveň odkazují k tomu, co lze realisticky činit, aby takový scénář nenastal.
Nadějí pro uživatele navigačních zařízení by mohly být "konkurenční" systémy Galileo, Glonass a Compass. Evropský Galileo by měl být spuštěn v roce 2013 a na základě dohod z roku 2004 bude s GPS plně kompatibilní.
Uživatelům prakticky všech současných navigačních zařízení pro spotřebitele a velké části těch profesionálních je a i nadále bude cokoli jiného než GPS platné jak mrtvému zimník. Nemluvě o tom, že na termín 2013 by si řada oficiálních propagátorů Galilea spolehlivě odmítla vsadit vlastní peníze.
Kompatibilita a interoperabilita jsou v kontextu GPSS rozdílné pojmy, které nelze libovolně zaměňovat. Kompatibilita znamená jen tolik, že se služby navzájem neruší a nenarušují zájmy národní bezpečnosti. To, co zajímá BFU, je interoperabilita – ta v širším smyslu umožňuje zpracování signálu různých systémů bez nutnosti zdvojovat nebo z-n-tovat většinu bloků přijímače a v užším smyslu zajišťuje i obsahovou zastupitelnost signálů.
Galileo E1 OS signál bude plně interoperabilní s GPS L1C, který ale bude zaváděn až počínaje blokem III a v plné konstelaci bude dostupný někdy kolem roku 2018-19. L1C hodlá v budoucnu vysílat i japonský QZSS, indický IRNSS a čínský Compass a mohl by se stát tím kýženým univerzálním signálem – akorát že nejdřív tak za deset let.
Druhý civilní GPS signál L2C – zaváděný od roku 2005 a v současnosti dostupný ze sedmi satelitů – nemá interoperabilní Galileo protějšek. Nicméně L2 přiléhá k L5/E5 a přijímač se 75 MHz frontendem by to mohl pobrat všechno.
GPS L5 je interoperabilní s Galileo E5a OS. Na GPS straně funguje jeden experimentální frequency placeholder od letošního dubna a skutečné nasazení čeká na onen zlopověstný blok IIF a pozdější – tedy plná konstelace někdy za dlouho.
Současný L1 C/A je s Galileo E1 OS radiově interoperabilní v tom smyslu, že lze poměrně snadno navrhnout jednofrekvenční receiver, který bude zpracovávat a demodulovat obojí. Nikoli naopak – současným GPS receiverům signál Galilea akorát trochu zdvihne šum.
Potenciální výrobci uživatelských zařízení tak z různých možností a kombinací mají hlavu jak pátrací balón. Situaci jim neulehčuje ani ta skutečnost, že zatímco GPS je royalty free, Eurosajůz se zatím nerozhodl, jak to s cenou a podmínkami licencování Galilea bude.
V podstatě by tak mohl GPS nahradit, problém ale je, že je to civilní projekt, který bude závislý na ekonomickém úspěchu.
Kdyby měl Galileo být závislý na ekonomickém úspěchu, nebude nikdy existovat, protože příslušný public-private partnership projekt se ukázal být jen hromadou eurokomisních lží opřenou o zfalšované studie výhodnosti. Když se ukázalo, že slibovaní komerční investoři neexistují, je projekt nadále placen z peněz daňových poplatníků.
Ruský systém Glonass vypadal v počátcích jako nejvážnější konkurent GPS, v provozu je totiž od roku 1995. Kvůli ekonomickým problémů se ale rozvoj systému výrazně zbrzdil.
Zbrzdil (na přelomu tisíciletí), ale momentálně má GLONASS nahoře 20 (18 funkčních) družic a prakticky stoprocentní pokrytí severní polokoule, takže rok 2010 udávaný pro provoz nominální sestavy 24 družic vypadá zcela realisticky. O tom si může galileo nechat jen zdát.
Glonass navíc není kompatibilní ani s Galileem ani s GPS.
Nikoli. Glonass je s GPS a Galileem kompatibilní, ale nikoli interoperabilní. V profesionální sféře se ve světě i v ČR duální přijímače GPS/Glonass rutinně používají. V zeměměřičství pak je výhodou i to, že Glonass signál díky vyššímu výkonu lépe proniká třeba pod porost.
Další vývoj je poměrně zajímavý. Rusové už loni oznámili zavedení CDMA signálu a (byť zatím bez výraznějších pokroků) vyjednávají se všemi kolem.
Čínský systém Compass je zatím pouze na papíře. Má být složen také z 24 satelitů a Čína vyhrožuje, že pro systém bude využívat stejný řídicí signál jako GPS.
Nevypadá to tak. Compass má používat pásma E1, (patrně) E2, E5b a E6 – frekvence se tak překrývají s quazivojenskou PRS službou Galilea, ale nikoli s vojenskými službami GPS.
Američané by tak v případě válečného konfliktu nemohli blokovat čínské satelity, aniž by tím zároveň nevyřadili vlastní GPS.
Nikoli – USA naopak budou teoreticky moci rušit euro- i sino-komanče jedním vrzem.
To by mohlo být jedním z důvodů, proč by americké letectvo mohlo nechat GPS svému osudu.
Tak jsme se zasmáli. Pro kuriózní analytický vhled tu jsou dvě vysvětlení. To první je psychiatrické. Druhé spoléhá na implicitní korekci publicistického zacházení se svůj/jeho a spekuluje nad – řekněme méně gramotným – překladem z tohoto článku. Vazba "... the Air Force may end up spending far more money..." ovšem jaksi neznamená, že USAF už nebude utrácet další peníze.
Na druhou stranu americká armáda systém stále využívá v bojových operacích, takže zájem na jeho přežití určitě má.
Baže. No nic – co si myslet o reflexi zprávy GAO v tisku už víme, zbývá prozkoumat, co si myslet o zprávě samotné. GAO má k disposici mnohem víc cifršpiónů než fyziků, a tedy je rozumné přikládat mnoherm víc váhy navrhovaným účetním a organizačním opatřením – se kterými DoD ostatně souhlasí nebo to alespoň předstírá. Katastrofický scénář polofunkčního GPS tak má spíše rozpočtovým a kompetenčním prostocvikům dodat váhu a naléhavost.
Celá věc je navíc navýsost politická. Obamova vláda potřebuje hledat úsporu v rozpočtu. Pro rok 2010 tak Obama navrhuje vypnutí stařičkého pozemního radionavigačního systému LORAN-C. Na přímých úsporách by to během několika let znamenalo kolem 200 mega. Tyhle peníze ovšem ovšem tím pádem neprotečou ke kontraktorům. To ale není všechno, protože kompletní odstavení a demontáž LORAN-C infrastruktury také znamená odpískání potenciálně multimiliardové modernizace na eLoran. Každý je odněkud, a tak pochopitelně existují politici, kterým se takový vývoj nelíbí. Mnoho pozorovatelů cvrkotu ve Washingtonu se tedy domnívá, že šíření pochyb o spolehlivosti GPS a návrhy na zachování a modernizaci LORANu mají úzkou souvislost.
Kdyby nic jiného, byla celá aféra dobrá alespoň ke zvýšení kreativity armádního PR. Vesmírné velitelství U.S. Air Force si v reakci zřídilo Twitter účet a problém tam komentuje: "We have 30+ satellites on orbit now. We'll launch another in Aug 09, and again early 10. Going below 24 won't happen."
Trackback
Komentáře
(jk - Mail - WWW) Vloženo 10.06.2009, 20:39:12
Petr F: Podle mne jich je na serverech typu idnes, novinky, tyden, ihned vetsina. Protoze vetsina clanku jsou cut+paste z CTK nebo preklady ze zahranicnich zdroju (zasadne neuvadenych); oboji vytvari lide, kteri o dane problematice nemaji ani paru, autor daneho clanku treba o par dni drive podobne "zasvecene" informoval o vypovidani smluv operatorum.
2mČ (Kamojedov - Mail - WWW) Vloženo 26.05.2009, 20:25:23
Mně to funguje - buď zrovna měli výpadek nebo Tě Department of Homeland Security nemá z nějakého důvodu rád :-0. Co se výpočtů týče, SPS PS nevyžaduje, aby byly expandovatelné sloty opravdu expandovány před obsazením extra pozic.
Pěkné (mČ - Mail - WWW) Vloženo 25.05.2009, 10:56:18
Akorát: první odkaz "snadno nahlížíme" mi teď nejede a z textu nevyplývá: 6 rovin po 4 slotech, z čehož 3 expandable na 2 družice, dává 27, pak jsou sice zmíněné "další satelity navíc", ale jejich počet není uveden. Z gůglkeše zase vidím, že v každé rovině jsou sloty číslované 1-5 bez odlišení, co je navíc, u rovin A a C až do 6, ale v C zase je přeskočena pětka.
(Petr F - Mail - WWW) Vloženo 24.05.2009, 20:17:09
Jednim slovem perfektni. Vychazi malo takhle idiotskych clanku? Nebo reagujete jen na vylozene perly? Ocenim od Vas clanky libovolne casto.
Přidání komentáře...