DTU-ekspert undrer sig: Dyre bredbåndssatellitter kan ikke bruges til nyt britisk navigationssystem

Plus11. august 2020 kl. 16:287
DTU-ekspert undrer sig: Dyre bredbåndssatellitter kan ikke bruges til nyt britisk navigationssystem
Illustration: Airbus.
Storbritannien vil lave alternativt navigationssystem med bredbåndssatellitter fra det konkursramte OneWeb. Men det er ikke sådan lige til, lyder det fra danske og internationale satellit-eksperter.
Artiklen er ældre end 30 dage

Boris Johnson og den britiske regering har haft det helt store checkhæfte fremme i sommerferien, hvor regeringen har købt halvdelen af det konkursramte satellitselskab OneWeb. Den anden halvdel har det indiske telekoncern Bharti Global Ltd købt.

OneWeb er kendt at at bygge små kommunikationssatellitter, der skal bruges til at levere satellitbaseret internet. Projektet minder en del om Elon Musks Starlink-projekt. Inden OneWeb indgav konkursbegæring tilbage i marts foråret havde de nået at sende 74 satellitter i kredsløb om jorden ud af de i alt 648 planlagte satellitter.

Gratis adgang i 30 dage

Tegn et gratis prøveabonnement og få adgang til alt PLUS-indhold på Ing.dk, Version2 og Radar, helt uden binding eller betalingsoplysninger.

Alternativt kan du købe et abonnement
remove_circle
Har du allerede et PLUS-abonnement eller klip?
close

Velkommen til PLUS

Da du er ved at tilmelde dig en gratis prøve beder vi dig hjælpe os med at gøre vores indhold mere relevant for dig, ved at vælge et eller flere emner der interesserer dig.

Vælg mindst et emne *
Du skal vælge en adgangskode til når du fremover skal logge ind på din brugerkonto.
visibility
Dit medlemskab giver adgang
Som medlem af IDA har du gratis adgang til PLUS-indhold, som en del af dit medlemskab. Fortsæt med MitIDA for at aktivere din adgang til indholdet.
Oplever du problemer med login, så skriv til os på websupport@ing.dk
Abonnementsfordele
vpn_key
Fuld adgang til Ing.dk, Version2 og Radar
Fuld digital adgang til PLUS-indhold på Ing.dk, Version2 og Radar, tilgængeligt på din computer, tablet og mobil.
drafts
Kuraterede nyhedsbreve
Det seneste nye fra branchen, leveret til din indbakke.
Adgang til andre medier
Hver måned får du 6 klip, som kan bruges til permanent at låse op for indhold på vores andre medier.
thumb_up
Adgang til debatten
Deltag i debatten med andre kloge læsere.
7 kommentarer.  Hop til debatten
Debatten
Log ind eller opret en bruger for at deltage i debatten.
settingsDebatindstillinger
7
31. marts kl. 12:00

Det er meget muligt at briterne kan få satelitterne til at udsende et signal der kan bruges til at bestemme position. Men for at det kan bruges militært og evt. civilt så skal der bygges en masse modtagere. Såfremt signalet er markant anderledes så vil det være nogle markant anderledes modtagere og så bliver hver modtager meget dyr.

Men briterne kan bruge systemet til militær kommunikation kloden rundt. Starlink i Ukraine viser behovet klart. Måske kan man endda lave en handel med briterne: EU køber sig ind i OneWeb og briterne kommer tilbage i Galileo. Alas, det er nok urealistisk.

6
13. august 2020 kl. 13:57

Mobilstationerne udsender et tidsstempel og deres placering er kendt og stationær. Satelitterne modificeres til at modtage disse tidsstempler (sandsynligvis, jeg tvivler på at de udelukkende er bygget til at kommunikere i Ku båndet/12-18 GHz), og med en software opdatering on-board kan de udregne deres egen placering og kende tiden ret nøjagtigt, og bruge den til hvad de lyster.

Det vil så kræve at sattelitterne kan modtage mobilstationernes ursignal - og de har nok ikke en modtager om bord som kan dette. Sattelitterne er placeret lavt, og vil ligeså godt kunne modtage et tidssignal fra andre GPS sattelitter. Mobiltelefonstationerne modtager reelt kun et tidssignal fra GPS sattelitterne og sender det videre, tillagt ydereligere upræcision. Hvis man har mulighed for det, er det bedre at aflæse fra GPS sattelitterne direkte. Endeligt, vil englænderne gerne være uafhængige, og det er de ikke hvis de vælger mobilstationerne - deres sendere fungerer ikke, uden konkurenternes GPS signaler.

Derimod nogle få jordstationer verden over vil kunne løse opgaven. Der behøver ikke at være mange. Og de kan laves fuldstændigt off-grid, drevet af solenergi. Da sattelitterne er i lav højde, så vil apperaturet ikke fylde mere end en mobiltelefon, plus en solcelle. Englænderne vil sikkert kunne få et par britiske spioner til at placere dem rundt omkring i verden hos brittisk venlige borgere, uden en evt. fjende har kendskab til det, og kan angribe stationen. Og de vil også øge præcisionen, så den formentligt er bedre, end for konkurenternes systemer. Systemet vil nemligt være uafhængigt af både korrekt og præcist ur, og det vil også kunne bruges med f.eks. GPS sattelitterne, selvom deres data krypteres. Krypteres data, så svarer signalet stort set til en GPS sattelit uden et atomur. Så englænderne kan bruge deres system til sattelitter uden atomur, også til korrektion af konkurenternes data. Dette har nogle fordele, fordi at der ikke behøves så mange jordstationer, som til britternes eget system. En jordstation kan modtage typisk 4 sattelitter, så antallet af jordstationer behøver kun at være antallet af GPS sattelitter delt med 4. Dertil er nødvendigt med en stak jordstationer i UK, for at kunne måle alle GPS sattelitternes præcise position og fastlægge deres bane præcist, så man kender den præcise bane og position af GPS sattelitterne, over hele jorden som funktion af tiden. Når banerne er præcist fastlagt med modtagere over UK, så behøves kun nogle modtagere der kan modtage hver sattelits signal, og måle om det er forskudt/krypteret på det pågældende modtagested, i forhold til det som det burde være. Dette omregnes ud fra sattelittens kendte koordinater til den forskydning der er lagt til signalet, og sendes ud på britternes netværk som et korrektionssignal. Haves mange jordstationer, så kan korrektionssignalerne regnes endnu mere korrekt ud, og sattelitternes bane kan bestemmes, ikke kun over uk.

Anvendes flere modtagestationer, kan opnås bedre præcision.

5
13. august 2020 kl. 11:53

Det vil jo være genialt hvis de kunne bruge 3G/4G/5G signalerne. Desværre tror jeg ikke at mobilstationerne er forbedredt for at kunne anvendes til at lave korrektionssignaler til GPS..

Jeg vil umiddelbart sige du har misforstået konceptet 180°

Mobilstationerne udsender et tidsstempel og deres placering er kendt og stationær. Satelitterne modificeres til at modtage disse tidsstempler (sandsynligvis, jeg tvivler på at de udelukkende er bygget til at kommunikere i Ku båndet/12-18 GHz), og med en software opdatering on-board kan de udregne deres egen placering og kende tiden ret nøjagtigt, og bruge den til hvad de lyster.

_ derfor har mobil-basestationerne ikke behov for ændringer, og vil sandsynligvis ikke engang vide at deres signaler bliver brugt til andre formål end at kommunikere med deres kunder.

Basestationer findes næsten overalt på kloden, hvilket også gør systemet internationalt.

De basestationer hvor der er installeret fiber kan tiden synkroniseres med atomure placeret på jorden, hvilket gør systemet meget robust overfor satellit udfald/ødelæggelse/Kessler syndrome. Med gnss satelitter i Geo/LEO, kan Britterne blive meget svære umiddelbart at få ram på i en potentiel krigssituation.

4
12. august 2020 kl. 12:08

Det er allerede eksisterende i form af teleoperatørenes 4G/5G netværk der udsender timing-signaler. Genialt at bruge det 'den anden vej' :ø) <a href="https://www.gsa.europa.eu/sites/default/fi..">https://www.gsa.europa.eu…;.

Det jeg tænkte på, var at anvende lokale stationer med GPS modtager der måler positionen med et andet system f.eks. det amerikanske eller europædiske, og sender den videre via det britiske sattelit netværk. Derved måles fysisk de signaler som sattelitterne sender ud, og selvom de krypteres, vil britterne have den helt præcise position, fordi de måler støjen.

Hvis de kan låse på (flere) tele netværk og da satelitterne er i lav orbit, kan de sandsynligvis undgå at skulle have egen atom ur ombord og alligevel kende en relativ præcis tid og placering - som kan krypteres, udsendes og bruges til spoof-detection som nævnt i artiklen.</p>
<p>"In past generations of cellular, three cell towers were required to triangulate where a phone was by measuring the round-trip distance of a signal from each tower. But 5G networks will be able to use the round-trip time from a single tower to locate a device." <a href="https://spectrum.ieee.org/tech-talk/teleco..">https://spectrum.ieee.org…;.

Det vil jo være genialt hvis de kunne bruge 3G/4G/5G signalerne. Desværre tror jeg ikke at mobilstationerne er forbedredt for at kunne anvendes til at lave korrektionssignaler til GPS.. GPS/LBA modtagere der fungerer via mobiltelefons positionsbestemmelse er meget upræcist i forhold til rigtigt GPS, så jeg er ikke sikker på de kan opnå god præcisionsbestemmelse. Dette har også noget at gøre med at antennerne er lavt placeret, og radiobølgerne udsættes for mange flere reflektioner end GPS der kommer direkte fra rummet. Endeligt, så gør det ikke britternes system uafhængigt, da mobilstationerne netop modtager GPS tiden fra konkurenterne, og ikke virker, hvis de krypterer det med for meget støj på. I dag kan amerikanerne lukke alle mobiltelefoner i verden ved tryk på en knap, fordi de er afhængige af det amerikanske GPS system.

Jeg tror, at den bedste løsning er at få anbragt nogle små modtagere jorden over, der modtager GPS fra konkurenternes systemer, og derved udregner de signaler som sendes ud fra sattelitterne. Derved kan konkurenterne ikke kryptere signalerne, da britterne så måler det krypterede signal, og kan sende fejlene ud via deres eget netværk. De har dermed helt styr på de hemmelige koder som bruges, men sættes konkurenternes GPS helt ud af drift, kan de naturligvis heller intet måle. Det vil også kompensere for, hvis atomurene ikke går præcist på konkurenternes system - og de vil også kunne bruge det til at synkronisere deres eget system. Synkroniserer de deres eget system, så er det dog kun synkroniseret for de sattelitter der har jordkontakt, så de skal have langt flere modtagere/sendere jorden over, for at bruge deres eget system alene, da sattelitterne ikke har atomur. Bruger de derimod konkurenternes GPS signaler, og sender kompensation ud til dem, så kan konkurenterne naturligvis slukke helt for deres GPS systemer, og ikke selv bruge dem, men de kan ikke forhindre at britterne bruger dem, ved at lægge støj på. Efterhånden som britterne får flere jordstationer verden over, så kan de eventuelt nøjes med at bruge deres egne sattelitter. Jordstationer verden over, kan således både bruges til at forbedre konkurenternes præcision, samt til at udkompensere krypteringer, så englænderne altid har kendskab til de præcise signaler der udsendes fra sattelitterne. Med flere modtagere på jorden, der modtager samme GPS sattelitter, er meget simpelt at måle signalerne der udsendes. Selve GPS målingen vil dog tage lidt ekstra tid, da man skal have dataene sendt via britternes netværk, og til modtageren, og den tid som det tager, vil GPS målingen skulle forsinkes. Samtidigt, er det helt samme system, der skal til for at britternes system kan fungere præcist over hele jorden. Uden atomur, vil urene gå ud af takt, desto længere de flytter sig fra jordstationerne i UK. Med jordstationer over hele kloden, kan de blive utroligt præcise, specielt når der anvendes konkurenternes system. Det som jeg foreslår er således, at britterne udvikler deres eget system, ved at anvende nogle jordstationer verden over, og så anvender konkurenternes system, for at give bedre opløsning, hvor britterne endnu ikke har fået jordstationer, eller hvis deres jordstation i nærheden er sat ud af drift. Et system, der anvender konkurenternes GPS signaler, kan nøjes med meget få jordstationer, og alligevel være mere præcist, end konkurenternes system, selvom de sætter kryptering på.

3
12. august 2020 kl. 10:23

Det er allerede eksisterende i form af teleoperatørenes 4G/5G netværk der udsender timing-signaler. Genialt at bruge det 'den anden vej' :ø)https://www.gsa.europa.eu/sites/default/files/GNSS_timing.pdf

Hvis de kan låse på (flere) tele netværk og da satelitterne er i lav orbit, kan de sandsynligvis undgå at skulle have egen atom ur ombord og alligevel kende en relativ præcis tid og placering - som kan krypteres, udsendes og bruges til spoof-detection som nævnt i artiklen.

"In past generations of cellular, three cell towers were required to triangulate where a phone was by measuring the round-trip distance of a signal from each tower. But 5G networks will be able to use the round-trip time from a single tower to locate a device."https://spectrum.ieee.org/tech-talk/telecom/standards/5g-release-16

2
11. august 2020 kl. 17:47

Kan man forestille sig, at britterne kan opstille nogle små GPS sendere/modtagere rundt omkring på jorden, der modtager signaler fra andre GPS systemer, og returnerer korrigationssignalerne til deres kommunikationssattelitter, så de kan opnå ligeså høj præcision selvom data er krypteret?

1
11. august 2020 kl. 17:34

Kan britterne have andre idéer, end at bruge det til GPS?

Som René skriver, så kan det måske bruges til GPS, selvom de ikke har atomur. Men, hvis de er designet til kommunikation, så er mange andre anvendelser, og kun anvendelse som GPS, virker som en væsentlig "neddrosling" af systemet. Der er jo mange andre GPS'er deroppe, og så længe de fungerer, behøver GPS ikke at være aktivt.