Ruské střely 40N6 s doletem 400 km pro systémy S-400

Podle deníku Izvestija ruská armáda letos získá ... Více

Česká puška CZ BREN 2 pro maďarskou armádu

Na konci minulého měsíce byla podepsána dohoda o ... Více

Německá armáda certifikovala systém protitankových raket na BVP PUMA

Pozemní síly Německého Bundeswehru úspěšně ... Více

Ruční protitankové zbraně Dynamit Nobel Defence pro Armádu ČR

Záměr České republiky modernizovat portfolio ... Více

Události

Astronavigace jako odpověď na svět bez GPS

Datum přidání 13.01.2018    Rubrika rubrika: Události     komentáře 6 komentářů    autor autor: Jan Buchar

Od počátku vojenské operace Desert Storm (1991) se americké ozbrojené síly stávají stále více závislými na stabilním a vysoce přesném družicovém polohovém systému. Vedení bojové činnosti bez satelitní navigace je v současné době prakticky nemožné. Narušení či falšování GPS signálu proto může mít ve válečném konfliktu fatální důsledky.

Foto: Strategické bombardéry B-2 Spirit mohou fungovat i bez satelitní navigace. Vpravo vedle kabiny je kulové čidlo astronavigačního přístroje, který určuje přesnou polohu podle hvězd. Funguje v noci i ve dne; větší foto / US Air Force 

 

Zařízení, jež slouží leteckým a námořním silám k určování polohy, obvykle kombinují inerciální navigační systémy (INS) a globální polohový systém (GPS). INS se skládají ze soustavy gyroskopů, které pomocí měření sil vznikajících při pohybu dokáží zaznamenat změnu polohy.


Letoun či plavidlo se pomocí INS dostane do předem určené oblasti, ale přesnost cílové polohy je nepřímo úměrná času a vzdálenosti. Jinými slovy, čím déle nějaký stroj využívá k navigaci pouze INS, tím méně je jisté, kde se skutečně nachází.     


Odchylky inerciálních navigačních systémů vzrůstají, pokud pravidelně nepřijímají korekce polohy z jiných zdrojů, jako jsou radionavigační prostředky nebo GPS. Pokročilé a cílené spoofingové (“spoofing” zfalšování adresy odesilatele) GPS útoky tak mohou být obzvláště zákeřné, protože falešný signál dokáže domnělou polohu měnit nenápadně velmi pomalu (v rámci možné chyby INS). Rozdíl oproti skutečnosti se tím pro lidskou posádku a pro kombinaci systémů GPS/INS stává jen málo patrným.     


Větší hrozbu pro moderní techniku ovšem představuje úplné přerušení signálu družicového polohového systému. Technologické pokroky v této oblasti zaznamenalo především Rusko – rušení, poskytování falešných signálů nebo dokonce ničení GPS družic může být nejen součástí velkého válečného konfliktu, ale dokonce součástí hybridní války.


Zranitelnost GPS představuje naléhavou strategickou výzvu pro státy NATO. Jeho členové se pokouší nalézt nové či dokonce staré způsoby, jak se bránit. Uvažuje se například o levných a miniaturních atomových hodinách, které dokáží radikálně zlepšit schopnost INS nebo o nové generaci astronavigačních přístrojů – tedy přístrojů schopných určovat polohu podle polohy nebeských těles (hvězd).  

 

Astronavigaci už znali ve starověku. K velkému rozvoji astronavigace došlo s objevem sextantu v první polovině 18. století. Sextant zůstal hlavním nástrojem pro určování zeměpisné polohy až do poloviny 20. století.  Poté přišla ke slovu radionavigace a zejména v 80. letech satelitní navigace.

 

Automatizovaná astronavigace se poprvé objevila v průběhu studené války. Zavádění zbraní schopných pohybovat se vysokou rychlostí na vzdálenost tisíců km (balistické rakety, strategické bombardéry) provázela nutnost vynalézt prostředky, které automaticky opraví nepřesnosti INS. Tato potřeba stála u zrodu astro-inerciálních navigačních systémů (ANS), které mohou fungovat ve dne i v noci.  řitom orientaci podle hvězd, na rozdíl od radionavigace nebo satelitní navigace, nelze nijak sledovat ani rušit – to je samozřejmě extrémně důležité pro armádu.


Foto: Astronavigační přístroj v dopravním letadle Vickers VC10 (první let 1962). / BOAC IMAGE VIA VC10.NET

 

ANS používala například kosmická loď Apollo při letu k Měsíci. Astronavigaci najdeme také na průzkumných letounech SR-71,strategických bombardérech B-2 Spirit, ale i na mezikontinentálních balistických střelách (ICBM).   


Moderní ASN pracují na bázi širokoúhlého senzorového pole, jež nahradilo původní dalekohledy. Tato technologie existuje od konce studené války. Společnost Northrop Grumman ji například využila ve svém systému optických širokoúhlých čoček pro astronavigaci OWLS (Optical Wide-Angle Lens Startracker), jehož citlivost dostačuje k rozpoznávání hvězd a následnému určování polohy.  


Northrop Grumman v roce 2006 úspěšně otestovala nový ANS s označením LN-120G, který se stal součástí průzkumných letounů RC-135. Tento letoun využívá jak moderní INS a GPS, tak i astronavigační systém. Trojnásobná schopnost určení polohy umožňuje RC-135 efektivně pracovat i v prostředí s žádným či s pozměněným signálem GPS. Toto technologické řešení je velmi přínosné vzhledem ke skutečnosti, že letouny RC-135 často operují v blízkosti hranic potenciálně nepřátelských zemí.   

 

Foto: Astronavigační přístroj první střely s plochou dráhou letu SM-62 Snark (1959) / Smithsonian Air And Space Museum


V současnosti se ANS stále zmenšují a zlepšují svůj výkon. Výpočetní systémy ANS, jež ke snímání oblohy využívají elektronické součástky pro snímání obrazové informace CCD (Charge-Coupled Device) se možná stanou součástí dalších vojenských letounů.


Pokračování ve vývoji této technologie pomůže při hledání alternativ pro svět bez GPS. Letouny vybavené ANS pravděpodobně získají schopnost vytvořit místní bezdrátovou síť, jež bude připojeným zařízením poskytovat informace o jejich poloze. Tímto způsobem lze dosáhnout nezávislosti na GPS a zajištění stabilní navigace v nepřátelském prostředí.


Bezpilotní průzkumné letouny RQ-180, nebo dokonce vysoko letící strategické bombardéry B-21 Raider, mohou například proniknout hluboko nad nepřátelské území. V případě rozšíření astronavigace budou kdykoliv schopné poskytovat velmi přesné informace o poloze dalším spřáteleným letounům a zařízením a to i v případě výpadku GSP. Vzhledem k dočasné existenci takové sítě bude mnohem obtížnější takový signál narušit.

 

Foto: Americké námořnictvo přestalo vyučovat astronavigaci v roce 1997, ale výuku obnovilo v roce 2015, právě kvůli obavám z trvalé ztráty GPS signálu. / US Navy


Pokud dojde k napojení ANS na pokročilý datový okruh jako je MADL (Multifunction Advanced Data Link) u stíhacích letounů F-35, jeho spolehlivost a odolnost vůči rušení se ještě zvýší.


Budoucnost patří bezpilotním letounům a v případě jejich postupu v roji (swarming) se astronavigace jeví jako ideální a cenově přijatelný polohový systém. Ne všechna zařízení takové letky budou vybavena ASN, některá budou vybavena pouze přijímači. V případě ztráty bezpilotního letounu s ASN dojde k přerušení mise nebo k připojení zbývajících strojů k jiné jednotce. Vícero zařízení nesoucích astronavigační přístroje může navíc pokrýt rozsáhlejší území signálem s větší přesností.     


ANS zdaleka neřeší všechny problémy spojené s určováním polohy a například špatné počasí výrazně omezuje jeho použití. V případě vysoko letících strategických letounů ovšem mají podobné překážky jen malý význam. Astronavigace je typickým příkladem technologie, kterou lidé tisíce let využívají a s jejíž pomocí lze nalézt odpověď na současné výzvy ozbrojených sil.         


Zdroj:  The Drive, Northrop Grumman, Baike

 

Udělte článku metály:

Počet metálů: 5 / 5

Nahlásit chybu v článku

Přidej komentář

Přidávat diskuzní příspěvky a hlasovat pro článek mohou jen registrovaní. Prosím zaregistrujte se nebo se přihlašte!

Komentáře

avatar
Tonotime Datum: 23.01.2018 Čas: 07:27

Už dávnejšie mi bolo jasné, že veľmoci potrebujú nájsť riešenie zálohovania satelitnej navigácie. Nejde len o schopnosť Ruska rušiť signál GPS. GPS signál už dávnejšie vie rušiť aj Severná Kórea.
Astronavigácia je určite nádejne riešenie. Hviezdy svietia na rôznych vlnových dĺžkach, takže počasie by na niektorých vlnových dĺžkach nemalo mať rušivé efekty.
Už dávnejšie som čítal o vývoji kvantovej navigácie.
Bolo zverejnené, že kvantovú navigáciu vyvíjajú napríklad Briti, pre svoje ponorky.
Potrebovali na to presné gravitačné polia našej Zeme.
Prístroje merali asi 1 meter kubický. V roku 2017 už mali byť zavedené na Britských ponorkách.
Podobný vývoj kvantovej navigácie zverejnila aj Čína.
Čína v súčasnosti experimentuje aj s kvantovou komunikáciou a má na také experimenty na obežnej dráhe aj satelit. Kvantová komunikácia by tak bola takmer nehecknuteľná.
Zlepšenie astronavigácie mi príde v súčasnosti ekonomickejšie a nádejnejšie.
Kvantová technika sa ale stále vylepšuje, ako kvantové PC, tak kvantová komunikácia, tak aj technika kvantovej navigácie. Veď už chytáme aj gravitačné vlny s čiernych dier, neutronových hviezd. Je len otázkou času, kedy sa kvantové techniky dostatočne zmenšia, rôzne vylepšia a budú ekonomickí dostupnejšie.

avatar
RiMr71 Datum: 16.01.2018 Čas: 13:25

Larry: "Potvrdil mne, že systémy astronavigace..."

...to jako, že potvrdil vás? Nečech?

avatar
jj284b Datum: 16.01.2018 Čas: 13:01

Larry: Sextant nebol vyvinuty v stredoveku... ale az v 18.storoci.. pred nim sa pouzival Kvadrant a astrolab.. to len tak naokraj

avatar
Gloton Datum: 16.01.2018 Čas: 00:59

Larry
"...........Potvrdil mne, že systémy astronavigace se stávají součástí standartní moderních nebo modernizovaných letadel, přesné munice............."

Tak a teď ještě tu o Křemílkovi a Vochomůrkovi :))

Napiš prosím, které standartní moderní bojové letouny mají systémy astronavigace. A nejvíce mě zajímá ta "přesná munice" s astronavigačním systémem.

avatar
Larry Datum: 15.01.2018 Čas: 16:34

Astronavigace není nic nového. Před 2 lety jsem navštívil jistou leteckou výstavu, kde jsem si právě jeden takový přístroj prohlížel. Jiní návštěvníci míjeli bez povšimnutí. Zeptal se mne zástupce společnosti, zda vím jaký je princip. "Vzpomeňte si na středověké mořeplavce, pluli podle hvězd a polohu určovali přístrojem zvaným sextant. To nemá nic společného se sexem. Dnes kdy máme optoelektroniku, není problém ve dne i v noci určovat polohu podle hvězd, oblačnost není problém Uvědomte si, že hvězdy září stále, jen v jiném světelném spektru, tedy jiné vlnové délce, okem je nevidíte"
Ujistil mne, že dnes se očekává v případě konfliktu zarušení kmitočtového spektra systémy EW včetně rušení signálů navigačních systémů. Potvrdil mne, že systémy astronavigace se stávají součástí standartní moderních nebo modernizovaných letadel, přesné munice a ICBM S úsměvem přátelsky dodal, že vystavovaný kus je určený pro civilní námořnictvo, prý se daří.. " To víte, firma musí vydělávat a nelze spoléhat jen na zbrojní státní zakázky..."

avatar
RiMr71 Datum: 15.01.2018 Čas: 16:03

...a jednou asi ani ty mraky vadit nebudou. Vývoj navigace pomocí rentgenových "blikanců" milisekundových pulsarů stále pokračuje.. i když zatím je to pro pozemské účely k ničemu (přesnost v jednotkách km), práce pokračují.
...a sestřelte pulsar, že, s tím může mít problém i Vladimir Vladimirovič...

arr