Sistemul Global de Pozitionare prin Satelit (GPS) se confruntă cu provocări crescânde în era digitală, determinând guverne și companii să caute urgent alternative la această tehnologie în valoare de mii de miliarde de dolari. Vulnerabilitățile GPS au devenit atât de comune încât industria navală, aviația și sectorul vehiculelor autonome investesc masiv în sisteme de rezervă și tehnologii complementare.
Problemele GPS pot apărea în mai multe moduri, explică Ramsey Faragher, directorul executiv al Royal Institute of Navigation. Tehnologia poate fi blocată prin interferențe, falsificată pentru a indica locații incorecte, perturbată de condițiile meteorologice spațiale sau poate genera rezultate confuze în zonele urbane aglomerate. În perioada de testare din anii 1990, aceste deficiențe erau acceptabile având în vedere costurile ridicate și complexitatea perturbării semnalului.
Situația s-a schimbat radical în prezent. Costul pentru blocarea GPS poate scădea până la 100 de lire sterline folosind un telefon mobil, iar bariera pentru falsificarea semnalului s-a redus considerabil. Această accesibilitate a fost accelerată de comandanții din Ucraina care caută soluții pentru a împiedica lovirea pozițiilor lor de către drone bazate pe GPS, dar și de pescari ilegali care ascund activitățile de contrabandă sau șoferi de camioane care încearcă să evite sistemele de urmărire instalate de managerii lor.
Incidentele de blocare GPS au devenit comune în spațiul aerian din apropierea națiunilor considerate problematice, cu 800 de cazuri raportate în Lituania în ultimele trei luni din 2024, datorită proximității țării cu Rusia. Aceste evenimente demonstrează că interferențele GPS nu mai reprezintă excepții izolate, ci amenințări sistemice.
Eșecurile GPS pot costa companii milioane de lire sterline în venituri pierdute, iar în cazul unei prăbușiri complete a sistemului, pierderile ar putea atinge miliardele. Pericolul pentru viața umană este, de asemenea, evident. Falsificarea și blocarea semnalelor în mediul marin pot cauza erori de navigație responsabile pentru mai mult de jumătate din toate victimele de pe ocean. Istoria recentă oferă și exemple de avioane de pasageri doborâte de regimuri autoritare după ce au pătruns accidental în spațiul lor aerian din cauza erorilor de navigație.
Guvernele și startup-urile caută activ sisteme alternative. Guvernul britanic s-a dovedit deosebit de proactiv, experimentând de la sisteme de navigație cuantică pentru aeronave care analizează date de la ceasuri atomice și câmpul magnetic terestru, până la planuri pentru adoptarea eLORAN (navigație îmbunătățită pe distanțe lungi), o inovație din al Doilea Război Mondial care folosește turnuri radio și frecvențe joase pentru capacități PNT de rezervă.
Dispozitivele de navigație inerțială reprezintă alternative promițătoare pentru GPS. Cercetătorii de la CalTech micșorează giroscoape la dimensiunea unui grăunte de orez pentru o mai bună interacțiune cu semiconductorii avansați. Alte echipe utilizează VOR (tehnologie radio de înaltă frecvență cu radiofar), DME (măsurarea distanței radio de la bază la vehiculul zburător) și chiar rețele WiFi pentru a sprijini GPS în condiții specifice.
În sectorul în rapidă creștere al vehiculelor autonome, rezolvarea problemelor de navigație s-a orientat către vehiculul în sine. Focal Point Positioning, o companie finanțată de capital de risc, a dezvoltat o interfață software pentru cipurile GPS care reduce interferențele din mediile îndepărtate sau urbane, asigurându-se că receptoarele GPS se concentrează doar pe informațiile corecte din spațiu și ignoră semnalele reflectate sau falsificate.
Manuel Del Castillo, vicepreședintele pentru dezvoltarea afacerilor la Focal Point Positioning, explică că această interfață software este critică deoarece GPS a fost o tehnologie în urmă în dezvoltarea vehiculelor autonome. Dacă tehnologia funcționează bine în unele circumstanțe dar este nesigură în altele, nu va fi folosită. Alte dispozitive inteligente ar putea folosi software pentru a sprijini performanța GPS, iar pe măsură ce tehnologiile orașelor inteligente continuă să prolifereze, serviciile de localizare ar putea fi îmbunătățite prin schimburi simple de date cu senzorii din împrejurimi în poziții fixe sau pe vehiculele de urgență.
Inteligența artificială, tehnologia momentului, este folosită și pentru îmbunătățirea navigației. TERN AI, care are deja un contract cu Departamentul de Transport american, încearcă să rezolve enigma navigațională autonome sau inteligente fără GPS. Shaun Moore, co-fondatorul furnizorului de tehnologie pentru vehicule autonome bazate pe AI, explică că în loc să se concentreze pe întărirea semnalului, compania a abordat problema invers: ce se întâmplă dacă semnalul nu ar exista?
Abordarea TERN AI folosește modele care analizează datele de la senzorii vehiculului pentru a construi straturi de hărți digitale pentru navigație. Aceasta a dus la îmbunătățiri în zonele unde vehiculele autonome au avut de obicei dificultăți, cum ar fi terenul muntos. Pentru că nu există semnale externe, nu are același profil de risc ca GPS. Moore susține că vehiculele autonome nu vor fi pe drumuri în masă până când nu se rezolvă problemele vizuale pentru mediile cu zăpadă, iar soluția lor rezolvă această problemă.
Navigația prin corpuri cerești are, de asemenea, atracția sa, cu startup-ul francez Sodern oferind o unitate de urmărire a stelelor pentru clienți care funcționează și ziua. Alte firme își propun lansarea constelațiilor GNSS în orbita joasă (LEO), în loc de orbita medie, logica fiind că înălțimea mai mică înseamnă un semnal mai puternic, într-o perioadă când nu a fost niciodată mai ieftin să lansezi un satelit în orbită.
LEO are problemele sale. Piața pentru noi constelații este atât de fierbinte încât riscul coliziunilor de sateliți a atins un nivel maxim istoric, compromițând potențial fiabilitatea unui sistem GNSS bazat pe LEO. Majoritatea alternativelor GPS vin cu dezavantaje, spune Faragher. Soluțiile bazate pe fizica cuantică sunt, de asemenea, defectuoase, bazându-se pe câmpul gravitațional în continuă schimbare al Pământului. Directorul executiv RIN este mai optimist în privința AI, deși limitată la zona de nișă a vehiculelor autonome.
Moore nu este de acord, argumentând că specializarea este viitorul. Defectele GPS sunt prea mari pentru ca o soluție universală să le depășească. În schimb, în viitor vom avea soluții adaptate specific pentru aer, uscat și mare.
Faragher consideră că va exista întotdeauna o anumită dependență de navigația prin satelit, în ciuda riscurilor. Cu prețurile mici (cipurile GPS costă doar 1 dolar pentru producție), oferind utilizatorilor acces la nenumărate aplicații în 30 de secunde, probabil nu va exista „o soluție magică pentru înlocuirea GPS” – cu excepția, poate, situațiilor din filmele cu Tom Cruise unde tehnologia avansată nu poate fi folosită din motive de securitate.
