Сетевые решения идут на смену спутниковой навигации?

ГНСС – глобальные навигационные спутниковые системы – лежат в основе современного мира. Если вы звоните другу, пытаетесь успеть на рейс или покупаете кофе, расплачиваясь картой, ГНСС вам в этом помогут. Однако в последнее время стало ясно, что спутниковые системы могут быть уязвимы в плане серьёзных атак со стороны внешних сил. Как результат, лидеры стран, уязвимых к сбоям спутников, срочно ищут альтернативные варианты повышения безопасности своей инфраструктуры. Для определения местоположения, навигации и синхронизации (PNT) ответом могут быть новые отказоустойчивые сетевые технологические решения.

По большей части ГНСС отлично справляются со своей задачей. Это дёшево, широко доступно и может использоваться для множества вещей. Но есть проблема: это небезопасно. Сигналы слабые, потому что им приходится преодолевать огромные расстояния от спутников и обратно. Их легко подделать или заглушить. Либо данные не будут передаваться, либо будут передаваться неточные координаты. Поскольку технологии дешевеют, неудивительно, что доступные устройства для подделки сообщений вышли на потребительский рынок. Некий водитель грузовика попытался скрыть от начальства отклонение от маршрута и случайно вызвал полный хаос, проезжая мимо аэропорта Ньюарка (США). Сообщения о серьёзных нарушениях работы ГНСС становятся повсеместными. По оценкам правительства Великобритании, только в Лондоне каждый месяц на финансовую торговлю влияют 80-120 инцидентов, связанных с глушениями ГНСС. Прошлым летом неоднократно поступали сообщения о том, что суда сбиваются с курса в Средиземном море, и о подозрениях на политическую нечестность в нарушении работы ГНСС в главном аэропорту Тель-Авива (Израиль) в 2019 году.

Теоретически критически важная инфраструктура, такая как точное время, может стать зависимой от стабильных политических отношений. Отключение ГНСС может стать обычным явлением и оказать огромное влияние как на потребителей, так и на бизнес, потому что вся общественная и коммерческая инфраструктура зависит от спутниковых навигационных систем. Всемирное координированное время, глобальный эталон времени, рассчитывается с помощью атомных часов на спутниках ГНСС. Затем оно проверяется 70 физическими учреждениями по всему миру, такими как RISE (Исследовательский институт Швеции) и NPL (Национальная физическая лаборатория) в Великобритании. Точное время позволяет функционировать множеству отраслей. В сфере финансовых услуг банкам необходимо точное время, чтобы знать, что происходит, и предотвращать ошибки. С миллионами транзакций, происходящих каждый день, если время на двух распределённых серверах отличается даже на миллисекунду, метки времени транзакции становятся ненадёжными, и транзакции должны быть отменены. Это настолько важно, что и в Европе, и в США синхронизация времени регулируется строгими финансовыми правилами, а несинхронизация приводит к потере бизнеса и репутационному ущербу. IoT (Интернет вещей) – ещё одна отрасль, во многом полагающаяся на точность хронометража. Если внезапно пропадёт сигнал ГНСС в беспилотном автомобиле, ему будет сложно получить доступ к высокоточному времени. Это может привести к рассинхронизации или задержке различных компонентов автомобильной системы автопилота, что приведёт к неисправности автомобиля. Недавнее исследование по заданию британского правительства показало, что нарушение работы ГНСС будет стоить Великобритании £1 млрд в день. Неудивительно, что глобальные правительства ищут решения борьбы с этим злом. В 2020 году правительство США выпустило Исполнительный указ «Повышение национальной устойчивости за счёт ответственного использования служб позиционирования, навигации и хронометража», а в 2021 году за ним последовала Директива 7 по космической политике, требующая, чтобы критическая инфраструктура имела альтернативы ГНСС. В том же году правительство Великобритании поручило «Национальному центру хронометража» изучить, как уменьшить зависимость Великобритании от ГНСС.

По мере проведения этих расследований правительства и корпорации должны обратить внимание на существующие устойчивые технологии PNT. В последние годы были разработаны решения, обеспечивающие очень точное время, устойчивое к сбоям ГНСС. Отслеживаемое время как услуга (TTaaS) – это решение для синхронизации времени, отличающееся устойчивостью к сбоям ГНСС. Исторически сложилось так, что торговые площадки получали своё время за счёт аппаратной архитектуры, состоящей из часов Grandmaster, антенны на крыше каждой торговой площадки и отдельного программного обеспечения для синхронизации и мониторинга. Напротив, TTaaS предоставляется по сети и не требует никакого оборудования на месте. Поскольку услуга доставляется по защищённым сетям, его нельзя нарушить или подделать. Время получено из сети устойчивых облачных центров синхронизации, в каждом из них находятся трое сверхточных часов Grandmaster, подключённых к трём различным источникам времени. Затем эти концентраторы сравнивают источники синхронизации, чтобы гарантировать точность и прослеживаемость источника. Для дополнительной защиты от сбоев спутников продукт поддерживается наземным центром в Исследовательском институте Швеции (RISE). Это означает, что даже если все спутники выйдут из строя, всё равно будет обеспечена очень точная синхронизация. Предположительно, эту услугу, можно использовать несколькими способами. Во-первых, сервис сможет заменить старое оборудование для измерения времени, зависящее от ГНСС, когда срок службы существующей архитектуры истечёт (примерно через пять лет). До этого момента он может действовать как основная «резервная копия» для систем, которые остаются зависимыми от ГНСС. Всем нужна резервная копия, которая «не хуже», но так же доступна по цене. Поскольку время доставляется по сети, эти решения могут предоставить время за небольшую часть стоимости существующих аппаратных решений. Нарушение работы ГНСС, возможно, станет следующей проблемой, с которой столкнутся отрасли, но, конечно, не беспрецедентной. Все свидетельства говорят о том, что существующие эндемические случаи отказов ГНСС будут только расти.

Источник: Вестник ГЛОНАСС