Domanda:
Nel raro caso in cui il DOD degli Stati Uniti spenga il GPS, qual è l'alternativa?
RaajTram
2017-09-28 06:48:25 UTC
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Negli Stati Uniti, il Dipartimento della Difesa insieme ad altre agenzie federali del governo gestisce & mantiene il GPS.

Nel più raro degli eventi, se per qualsiasi motivo in ogni caso, il governo decide di disattivare il provisioning del GPS (anche temporaneamente), quali sono le conseguenze / alternative per il settore dell'aviazione?

  1. Quale percentuale del settore si affida esclusivamente al GPS per operare?

  2. Quale percentuale del settore dispone di mezzi di navigazione alternativi sufficienti per continuare a operare indipendentemente dal GPS?

Su un spettro più ampio, sono anche curioso della dipendenza dell'industria aeronautica dal GNSS e di cosa potrebbe accadere in caso di disastri globali, guerre, guerre cibernetiche ecc. (il che non è impossibile).

Il GPS non è disponibile regolarmente a causa di test militari o altri motivi. Ci sono [GPS NOTAM] (https://pilotweb.nas.faa.gov/PilotWeb/noticesAction.do?queryType=ALLGPS&formatType=DOMESTIC) per informare i piloti.
@Pondlife in tutto il paese allo stesso tempo?
No, ma è comunque sufficiente [influenzare la navigazione] (https://blog.aopa.org/aopa/tag/special-procedures/) in quelle aree specifiche.
Il GPS americano non è l'unico sistema GNSS al mondo. Vedi https://en.wikipedia.org/wiki/GLONASS o https://en.wikipedia.org/wiki/Galileo_(satellite_navigation) o https://en.wikipedia.org/wiki/BeiDou_Navigation_Satellite_System
@J.Hougaard sì, ed è per questo che la mia domanda era specifica per gli Stati Uniti
@RaajTram Questi sistemi coprono anche gli Stati Uniti. Il problema è che in una crisi in cui è ragionevole disattivare USGPS, è probabile che anche le altre nazioni civilizzate cooperino chiudendo il loro.
@Pondlife: GPS non è "non disponibile regolarmente". Questa è una totale assurdità. I singoli satelliti vengono periodicamente sottoposti a manutenzione e alcuni servizi ausiliari a terra potrebbero essere periodicamente sottoposti a manutenzione. Ma la costellazione GPS nel suo insieme funziona ininterrottamente da decenni. Quando metà della costellazione ha segnalato temporaneamente la correzione UTC errata nel gennaio 2016, è stato considerato un evento estremamente dirompente e insolito. Inoltre, il segnale militare è diverso dal segnale civile e non lo usi mai (per esempio, è crittografato in modo che tu non possa _).
In realtà non è particolarmente improbabile che il segnale GPS civile possa essere disabilitato, se si considerano casi di guerra particolari. Come descritto da altri qui, tuttavia, ci sono molte alternative. Il vero problema è che la maggior parte delle infrastrutture deve ancora utilizzare queste alternative.
@LightnessRacesinOrbit GPS occasionalmente non è disponibile _in alcune aree_. [Esempio] (https://www.avweb.com/avwebflash/news/GPS-Interference-NOTAM-For-Southwest-226365-1.html) Hai ragione, ovviamente, che l'indisponibilità dell'intero sistema non è da nessuna parte significa comune.
@LightnessRacesinOrbit Hai ragione sul fatto che il GPS non viene spento regolarmente. D'altra parte, è regolarmente non disponibile per la navigazione aerea in aree specifiche degli Stati Uniti, solitamente a causa di test di interferenza militare. Come pilota, sentire che "il GPS è sempre disponibile, a volte non puoi riceverlo" non mi aiuta molto; in pratica, il DOD decide regolarmente di rendere il GPS non disponibile in aree definite. Da qui la necessità di GPS NOTAM. Non so se questo corrisponde alla tua definizione di "non disponibile" o no.
I treni funzioneranno. Le ferrovie non l'hanno mai utilizzato e, anche se stanno migrando a un nuovo sistema di controllo dei treni, stanno attraversando backflip per evitare di fare affidamento sul GPS, ecc. il nuovo sistema sovrascriverà l'ingegnere e farà molte altre cose interessanti.
Cinque risposte:
kevin
2017-09-28 13:21:13 UTC
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Se il GPS non è disponibile, avrà un impatto notevole per l'industria aeronautica.

Tutti gli aerei di linea in volo subiranno prestazioni RNAV ridotte, ma arriveranno a destinazione utilizzando VOR, DME e ILS. Per l'aviazione generale, le cose non sono così fortunate. Il display GPS fornisce un'eccellente consapevolezza della situazione nei piccoli aeromobili; senza di essa, la navigazione torna alla vecchia scuola VFR e alla lettura dei grafici. La maggior parte dei piloti probabilmente ce la farà, ma alcuni potrebbero perdersi e finire con l'esaurimento del carburante.

Per gli aerei di linea che si preparano per la partenza, l'avvio dell'INS richiede tempo poiché la coordinata GPS viene utilizzata come una delle coordinate di avvio parametri. Le coordinate dei gate possono essere consultate nelle mappe aeroportuali, alcuni aeroporti hanno anche cartelli che specificano la posizione GPS; entrambi richiedono più tempo. All'improvviso, i piloti che volano su rotte oceaniche scoprono di aver bisogno di più pianificazione per gli imprevisti. Alcune rotte possono essere modificate per volare da VOR a VOR. Le partenze in tutto il mondo subiranno ritardi, questo è certo.

I sistemi di allarme di prossimità al suolo, che utilizzano il GPS per determinare la posizione del velivolo, non sono in grado di utilizzare il loro database del terreno per fornire avvisi ai piloti, sebbene Gli avvisi basati sugli altimetri radar dovrebbero essere ancora disponibili.

Fondamentalmente, siamo riportati agli anni '80 o '90, quando il GPS non era ancora ampiamente adattato. Molti di questi aiuti alla navigazione sono ancora in uso oggi, quindi il settore può ancora volare, ma la capacità del traffico sarà ridotta.

"Fondamentalmente, siamo riportati agli anni '80 o '90 ...". Quindi, i nuovi piloti laureati Embry Riddle non troveranno lavoro? Cos'altro è nuovo?
Bene, c'è sempre l'ATC. "Aiuto, mi sono perso, qual è la mia posizione?"
Con l'attuale programma di ritiro dei VOR, il ripiego non sarà praticabile per molto più tempo. È già marginale ...
Che cos'è una coordinata GPS e in che cosa differisce da coordinate geografiche, coordinate INS o GLONASS o coordinate Galileo?
Amico, no. I piloti sono addestrati per questo. È un leggero inconveniente perché i percorsi diretti e gli approcci solo GPS non sono disponibili, ma se ti perdi senza GPS non hai affari con un aereo.
Sei sicuro che il database del terreno GPWS smetterebbe di funzionare piuttosto che usare VOR / DME + INS + qualsiasi altro sistema di guida posizionale rimanente nell'FMS per capire dove si trova l'aereo rispetto al database del terreno? Sembra che sarebbe un design strano.
Inoltre, perché GA non dovrebbe utilizzare VOR, DME e ILS come gli aerei di linea? Ci sono davvero così tanti aerei GA che non sono equipaggiati per questo? E, se è così, sembra che non dovrebbero comunque avere affari al di fuori di VMC. E, naturalmente, in VMC, gli occhi e un grafico sono generalmente abbastanza sufficienti per determinare la propria posizione.
@reirab Sono abbastanza certo che GPWS utilizzi il GPS, in modo tale da essere immune da errori INS, errori dell'altimetro (ad esempio blocchi statici delle porte) e interruzioni NAV. Per quanto riguarda GA, non è l'aereo, ma i piloti. Una piccola minoranza di piloti GA opera con abilità di pilotaggio "non così buone", e questo si riflette nel numero di incidenti GA che avrebbero potuto essere evitati.
@kevin Sì, sono sicuro che utilizzi il GPS, volevo solo dire che presumevo che sarebbe ricaduto su qualsiasi fonte di dati posizionali che l'FMS avesse a disposizione se il GPS fosse diventato INOP piuttosto che degradare solo alla radio alt.
GLONASS o Galileo non sono (ancora) utilizzati negli aerei?
-1
@VladimirF Penso che "coordinate GPS" significhi solo "latitudine e longitudine" e l'uso di frasi come questa è solo un esempio di quanto siamo diventati dipendenti dal GPS. Nel linguaggio comune, ci riferiamo alla cosa che il GPS "misura" come "GPS". È quasi come se chiedessimo alla gente "Qual è il tuo orologio da polso?" invece di "Che ore sono?"
@VladimirF una "coordinata GPS" sarebbe una latitudine e una longitudine prese dal sistema di riferimento WGS84
@dkwarr87 Sì, ma anche lì, il GPS (come sistema di ** ingegneria **) non ha nulla a che fare con WGS84 (che definisce le ** coordinate **). Il "posizionamento" nel GPS significa "determinare la posizione", non "definire la posizione".
@SimonRichter: addestrato, forse. ma non hanno la stessa esperienza con esso dei piloti negli anni '70 che lo usavano in ogni volo.
mongo
2017-09-28 21:50:46 UTC
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Ci saranno problemi più grandi. L'industria navale fa affidamento sul GPS, l'industria delle comunicazioni fa molto affidamento sui segnali temporali GPS, sul percorso dei treni e così via. Il fatto è che il caos senza GPS si estenderà ben oltre l'aviazione. Avrà un impatto sulla rete, la rete elettrica, l'agricoltura, l'estrazione mineraria e così via.

Nel 1992, ho avuto un team che ha proposto un sistema GPS lanciato da un velivolo più piccolo in LEO per gestire una simile emergenza. Per la maggior parte, i ricevitori potrebbero utilizzare i trasmettitori LEO.

Ma se fossi solo preoccupato per gli aerei, allora avrei anche GLONASS, Galieo e altri integrati nei ricevitori. Credo che molti ricevitori siano attualmente configurati per gestire contemporaneamente GPS e GLONASS e impiegano WAAS e anche i sistemi di potenziamento europeo, giapponese e indiano.

Le cose stanno cambiando, perché di recente ho trovato un ricevitore GPS / GLONASS con WAAS e gli altri equivalenti, con un'interfaccia USB, per $ 18. Piuttosto sorprendente.

Ciò solleva una domanda: sarebbe saggio se TUTTI i ricevitori GPS fossero fabbricati in modo tale da accettare i segnali GPS da tutti i GNSS globali?
Dipende dal tuo mercato. O stai pensando in modo legislativo?
@RaajTram: Russia richiede già GLONASS (non può vendere il GPS puro lì) e Galileo è progettato per essere altamente compatibile con GPS (NavStar). I sistemi cinese, giapponese e indiano non sono globali.
Carlo Felicione
2017-09-28 09:42:26 UTC
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Attualmente gli aeromobili con capacità IFR sono tenuti a conservare le radio di navigazione VHF per l'uso con i beacon di navigazione terrestre. Questi possono funzionare anche con i sistemi RNAV esistenti.

Altre opzioni per la navigazione da un guasto del servizio GNSS possono includere quanto segue.

LORAN - ancora popolare tra le operazioni marittime, LORAN è ancora un mezzo di navigazione molto preciso. Sfortunatamente i ricevitori LORAN dell'aviazione sono caduti in disgrazia con l'avvento del GPS.

Sistemi di navigazione inerziale: le attuali generazioni di dispositivi INS a stato solido sono estremamente precisi ma la precisione inizia a degradarsi con l'uso prolungato, richiedendo aggiornamenti precisi della posizione nel tempo al tempo.

Sistemi di navigazione celeste - sestanti elettronici che possono seguire le stelle conosciute nel cielo. I sistemi possono essere combinati con altri sistemi INS e RNAV per migliorare le prestazioni e la ridondanza.

+1, ma puoi citare un FAR o un altro riferimento per il reclamo nella tua prima frase? L'unico requisito IIRC è l'attrezzatura adatta alla rotta da percorrere.
Ci sono alcuni trasmettitori LORAN funzionanti in tutto il mondo, ma solo pochi ... Probabilmente troppo pochi per fornire una copertura planetaria ...
LORAN è stato ufficialmente chiuso nel 2010 ...
Secondo l'AIM (USA) la tua prima affermazione non è corretta. "Gli aeromobili che utilizzano [GPS non potenziato] per la navigazione in IFR devono essere dotati di un mezzo di navigazione alternativo approvato e operativo adatto alla navigazione sulla rotta di volo proposta." "L'avionica WAAS viene valutata senza fare affidamento su altri sistemi di navigazione. In quanto tale, l'installazione dell'avionica WAAS non richiede che il velivolo disponga di altre apparecchiature appropriate alla rotta da percorrere". In pratica, dubito che ci siano aerei equipaggiati con GPS / WAAS che non hanno anche la capacità di utilizzare i VOR.
Non sono necessarie radio di navigazione VHF per un velivolo compatibile con IFR con o senza apparecchiature GNSS a bordo.
Hobbes
2017-09-29 19:59:11 UTC
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In passato, il sistema GPS degli Stati Uniti incorporava la disponibilità selettiva (SA), che assicurava agli utenti civili un posizionamento meno preciso rispetto all'esercito statunitense. SA è stata disattivata nel 2000 e dal 2007, i nuovi satelliti GPS non hanno la possibilità di attivare SA.

Se l'esercito statunitense ha bisogno di degradare il servizio GPS, sarà fatto in una regione limitata. Presumibilmente quella regione sarà una zona di guerra e sarà comunque chiusa all'aviazione commerciale e generale.

Se gli Stati Uniti dovessero mai spegnere l'intero sistema GPS, probabilmente è scoppiata la terza guerra mondiale. Ancora una volta, la navigazione non sarà il problema più grande per l'aviazione commerciale e generale in questo scenario.

user25791
2017-09-29 08:02:05 UTC
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Non sono sicuro dell'attuale distribuzione sul mercato, ma il valore di altri proprietari di costellazioni come GLONASS o Galileo aumenterebbe improvvisamente. Attualmente, a causa dell'ampio utilizzo del GNSS, non ottengono molta trazione. In effetti, la maggior parte dei telefoni cellulari dispone attualmente di entrambi GNSS / GLONASS. In effetti, la Russia impone tasse aggiuntive se un dispositivo non ha il supporto GLONASS per aumentare l'utilizzo di GLONASS. Quindi l'unica cosa che vedo è un improvviso aumento dell'utilizzo di altre costellazioni. Il mio telefono iPhone / Samsung andrebbe benissimo!

L'aviazione non utilizza realmente i navigatori satellitari.
Oggigiorno i ricevitori GPS @VladimirF: utilizzano chip specializzati per convertire i segnali radio in coordinate di longitudine / latitudine / altezza. L'ulteriore elaborazione differirà tra le applicazioni (come la navigazione), ma è questo primo chip che gestirà GLONASS e Galileo.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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