Компания SpaceX запустила на орбиту 1789 спутников системы Starlink и обеспечивает начальное стабильное покрытие в высоких широтах. Исследование показывает, что Starlink также можно использовать для определения местоположения, подобно спутникам GPS. Независимый анализ был проведен без доступа к конфиденциальным данным спутников, но открывает новые возможности для применения Starlink в будущем.
Центр исследований автоматизированных транспортных средств с мультимодальной гарантированной навигацией (CARMEN) предлагает использовать Starlink для определения местоположения. Автор исследования Зак Кассас утверждает, что спутники SpaceX могут вычислить положение приемника сигнала с точностью до 7,7 метра.
Достигнув данного результата, исследователи руководствовались исключительно доступными в открытом доступе данными со спутников. SpaceX сообщила о том, что Starlink передаёт данные в диапазонах частот Ka и Ku, что послужило отправной точкой. Кроме того, использовались TLE (наборы двухлинейных элементов) – данные, позволяющие определить точное положение спутников.
Благодаря открытым данным исследователи CARMEN создали алгоритм для определения местоположения по шести Starlinks. Установив антенну на крыше Калифорнийского университета в Ирвайне, группа провела испытание и выяснила, что точность составляет 7,7 метра при известной высоте антенны и 33,5 метра при неизвестной. Алгоритм тестировался с другими спутниковыми группировками, но наименьшая обнаруженная ошибка составила 23 метра.
Группировки GPS современности отслеживают приемник с погрешностью от 0,3 до 5 метров, в зависимости от устройства и оператора спутниковых сетей. Повышенная точность предназначена исключительно для военных нужд. По этой причине сеть Starlink пока не может соперничать с традиционной системой позиционирования, но это лишь первые измерения, результаты которых будут совершенствоваться.
Отличия от традиционного GPS
Слабость сигнала, достигающего Земли, – одна из главных проблем спутников GPS, расположенных на средней орбите на высоте примерно 20000 км. Длинный путь, по которому сигнал проходит до приемника, приводит к потере мощности и помехам. Спутники подвержены атакам, в ходе которых пытаются использовать эту уязвимость для подавления сигнала. Неблагоприятные погодные условия также могут снижать точность определения местоположения. Новые спутники, такие как GPS третьего поколения Space Force, стремятся устранить эти проблемы.
Starlink находятся на высоте 550 км и с меньшей вероятностью подвергаются деградации сигнала по пути. Исследование проводилось без использования частных данных SpaceX и без возможности чтения её трафика. В будущем компания Маска могла бы внедрить такую систему и обеспечить более точные позиции, чем те, которые были обнаружены в исследовании.
Архитектура созвездия позволяет достичь этого. Срок эксплуатации каждого спутника Starlink примерно пять лет: низкая орбита приводит к трению с атмосферой, а на орбите постоянно появляются новые спутники. Следующим шагом станет оснащение всех новых Starlinks лазерной связью для более быстрого обмена данными между спутниками. Это увеличит производительность интернет-сервиса, повысив скорость загрузки и снизив задержку. В октябре ожидается выход Starlink из бета-версии.
Исследование полностью доступно по указанной ссылке. .