محتويات هذا المقال ☟
تسعى الصين بشكل مستمر لتطوير كافة أنواع أسلحتها لتضاهي أقوى الأسلحة المعروفة تحسبا لأي مواجهة قادمة .ومؤخرا بدأت الصين بإختبار تقنية جديدة لخداع نظام تحديد المواقع العالمي .
حيث سجلب خلال الأشهر الستة الماضية في مي ناء شانغهاي، العديد من حالات تزوير الإحداثيات وقمع إشارات GPS في الميناء. لكن أحد هذه الأخيرة يرتبط بطريقة غير معروفة سابقًا.
ووفقًا لرئيس مختبر الملاحة الراديوية بجامعة تكساس بأوستن، خبير القرصنة تود همفريز، إذا كانت بيانات الملاحة قد تلقت سابقًا بيانات خاطئة ببساطة عن موقع السفن، فإن أجهزة البث الآن على العديد من السفن تنقل مواقع مختلفة تشكل حلقة غريبة الشكل على الخريطة، وفقا لمجلة MIT Technology Review.
ونقل موقع “درايف” عن همفريز، أن القدرة على تزوير إحداثيات عدة سفن في وقت واحد هي تقنية غير عادية، فهي تبدو كالسحر. لقد عرضت هذا النموذج على المتخصصين الآخرين، فاندهشوا كثيرا. وسموها ب”الدوائر في الحقول”.
شير الخبراء إلى أنه في هذه الطريقة، يتم استخدام المعلومات من “السفن غير الموجودة” عمومًا للتشويش على الموقع. لمثل هذه التكتيكات، يستخدم مطورو تكنولوجيا التشويه الشبكة الاجتماعية الرياضية – حيث ينشئ تطبيقها خريطة لطرق الجري وركوب الدراجات الشهيرة استنادًا إلى بيانات من أساور اللياقة البدنية والساعات الذكية للمستخدمين.و في العام الماضي، كانت تعرضت شركة الإنترنت هذه بالفعل إلى الفضيحة عندما تبين أن خريطتها تظهر موقع المنشآت العسكرية والاستخبارية في جميع أنحاء العالم.
ووفقًا لهمفريز، في الوقت الحالي، لم يتم العثور على تفسيرات تقنية لكيفية تغيير الإحداثيات. الخبراء على يقين من أن الحكومة الصينية تستخدم ميناء شانغهاي لإجراء اختبار لنظام حرب إلكتروني جديد، والذي سيتم استخدامه لاحقًا لأغراض عسكرية وسيؤدي إلى تعقيد عمل الطائرات والسفن الأمريكية الموجودة في منطقة المحيط الهادئ بشكل خطير.
يمكن أن يؤدي خداع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إلى تضيع الغواصات والسفن مسارها وخلق الارتباك في حركة الوحدات البرية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يقلل تشويه البيانات بشكل كبير من فعالية الذخائر الدقيقة.
وفقًا لتود هامفيز، تعمل الولايات المتحدة وحلفاؤها على تطوير أجهزة استقبال محسنة أقل عرضة للتشويش، لكن لا يمكن الاعتماد على أي من أنظمة الدفاع الموجودة حاليًا.
نظام التموضع العالمي
هو نظام ملاحة عبر الأقمار الصناعية يقوم بتوفير معلومات عن الموقع والوقت في جميع الأحوال الجوية في أي مكان على أو بالقرب من الأرض حيث هناك خط بصر غير معاق لأربعة أو أكثر من أقمار الGPS. يوفر النظام قدرات مهمة للمستخدمين العسكريين والمدنيين والتجاريين في جميع أنحاء العالم. أنشأت حكومة الولايات المتحدة النظام وهي التي تحافظ عليه وجعلت الوصول له مجاني لأي شخص لديه جهاز استقبال GPS.
بدأت الحكومة الأمريكية مشروع الGPS في 1973 للتغلب على قيود نظام الملاحة السابق، حيث دمجت أفكار سابقة من ضمنها دراسات هندسية سرية من ستينات القرن الماضي. وزارة الدفاع الأمريكية هي التي طورت النظام، الذي استعمل في الأصل 24 قمراً صناعي. اصبح النظام يعمل بشكل كامل في 1995. وقد أدى التقدم في التكنولوجيا والمطالب جديدة على النظام القائم إلى تحديث نظام الGPS وتنفيذ الجيل القادم وهو ال GPS III.
إضافة إلى الGPS، هناك أنظمة أخرى تستخدم أو قيد التطوير. نظام الملاحة الروسي (غلوناس) أنشئ بالتزامن مع الGPS، لكنه عانى من تغطية ناقصة للكرة الأرضية حتى منتصف عقد ال2000. هناك أيضاً نظام غاليليو للتموضع التابع للاتحاد الأوربي (مكون من 30 قمر صناعي، 24 قمرًا في الخدمة و 6 احتياط[محل شك]) بدأ في تقديم خدماته في 2015 ومن المتوقع أن يعمل بشكل كامل بحلول 2020.
شرح مبسط لطريقة عمل الجي بي أس
يتكون نظام تحديد الموقع من 24 قمر صناعي تحوم حول الأرض على ارتفاع 20200 كيلومتر. يقوم قمر صناعي ببث إشارة تحمل موقعه أي موقع القمر الصناعي كما تحمل توقيت أو لحظة بث الإشارة بدقة عالية مرجعها إلى ساعة ذرية بالغة الدقة. يقوم جهاز الاستقبال باستقبال الإشارات القادمة من القمر الصناعي، وعن طريق مقارنة توقيت وصول الإشارة وتوقيت بثها يمكن للجهاز معرفة زمن انتقال الإشارة وبالتالي حساب المسافة بين القمر الصناعي وجهاز الاستقبال , وباستقبال ثلاث إشارات من ثلاث أقمار مختلفة فإن نقطة تقاطعهم تحدد موقع جهاز الاستقبال. وبزيادة عدد الأقمار المرصودة يمكن لجهاز الاستقبال تصحيح بعض الأخطاء المرتبطة بطريقة الحساب وبالتالي زيادة دقتها.
أساس عمل الجي بي أس GPS
يحسب جهاز استقبال الجى.پى.إس موقعه عن طريق حساب توقيت الإشارات التي يتم إرسالها من أقمار الجى.پى.إس الموجودة على ارتفعات نحو 36.000 كيلومتر فوق سطح الأرض. يرسل كل قمر رسائل متتالية تضم التالي:
-وقت إرسال الرسالة
-المعلومات المدارية الدقيقة ephemeris
-السلامة العامة للنظام والمدارات العليلة لكل أقمار الجى.پى.إس almanac.
يستخدم جهاز الاستقبال الرسائل التي يستقبلها في تحديد وقت انتقال كل رسالة من القمر الصناعي إلى الجهاز المستقبل على الأرض. ويحسب المسافات بينه وبين كل قمر صناعي. تستخدم هذه المسافات، مع مواقع الأقمار ، ومع استخدام حساب المثلثات لحساب موقع جهاز الإرسال:أستقبال. فيتم إظهار الموقع على الجهاز المستقبل – ربما ببيان خريطة متحركة ، أو تعيين خطوط الطول ودوائر العرض ، ويمكن إدراج معلومات عن الارتفاع عن سطح البحر.
تُظهر وحدات جى.پى.إس عديدة المعلومات ، معلومات مشتقة مثل: الاتجاه ، والسرعة – محسوبة من خلال تغيرات الموقع.
ربما يبدو من الوجهة النظرية أن ثلاثة أقمار صناعية تكون كافية لتحديد أي موقع على الأرض ، وهذا لأن الفراغ يتكون من ثلاثة أبعاد. ولكن أي خطأ ولو بسيط جداً يحدث في تقدير المسافات الزمنية ، عندما يتم ضرب الثلاثة أزمنة في سرعة الضوء العظيمة – وهى السرعة التي تنتشر بها الإشارات الكهرومغناطيسية للاقمار الصناعية – تتسبب في خطأ كبير في تحديد الموقع. لهذا تستخدم أجهزة الاستقبال أربعة أقمار صناعية أو أكثر لتحدد موقع جهاز الاستقبال بدقة.
إن الوقت المحسوب بدقة شديدة تخفيه تطبيقات الجى.پى.إس – التي تحدد الموقع فقط. ولكن هناك بعض تطبيقات الجى.پى.إس المتخصصة التي تستخدم لتعيين الوقت بدقة ، مثل: “نقل الوقت”، وضبط توقيت إشارات المرور، ومزامنة محطات الهاتف النقال الرئيسية.
رغم الحاجة إلى أربعة أقمار صناعية للقيام بالعمل بشكل الطبيعى؛ يمكن استخدام عددا أقل في حالات خاصة – فإذا كان أحد المتغيرات معلوماً بالفعل يمكن لجهاز الاستقبال تحديد موقعه باستخدام ثلاثة أقمار صناعية فقط (مثلاً: يمكن أن تكون السفينة أو الطائرة قد حددت ارتفاعها عن سطح البحر). تستخدم بعض أجهزة استقبال الجى.پى.إس أدلة أو افتراضات إضافية ، (مثل: إعادة استخدام آخر ارتفاع تم الحصول عليه ، والقياس بالحدس اعتماداً على قياس سابق ، والملاحة بالقصور الذاتي ، وإدراج معلومات حاسب المركبة) من أجل إعطاء حساب غير دقيق للموقع عندما يكون عدد الأقمار الصناعية المرئية أقل من أربعة أقمار.
دقة النظام
توجد فوارق في دقة نظام تحديد المواقع العالمي حيث أن التطبيقات العسكرية أكثر دقة من الجي بي أس المدني الذي يمكن من الوصول إلى دقة بضعة أمتار (نحو 4 أمتار). حيث أن الولايات المتحدة الأمريكية كانت تقوم عمدا بالتشويش على إشارات الجي بي أس لمنع استعماله مدنيا والحد من جودتها في التطبيقات المدنية، إلا أنه يبدو أنها توقفت عن ذلك منذ سنة 2000 موجهة التركيز على التشويش على رقع جغرافية محدودة. وتبث الأقمار الصناعية الأمريكية بتدفق قدره 50 بت في الثانية على موجتين:
-الموجة للاستعمال المدني بذبذبة قدرها 1575,42 MHz (خاص للاستخدام التجاري)
-الموجة للاستعمال العسكري بذبذبة قدرها 1227,6 MHz (خاص بوزارة الدفاع الأمريكية البنتاغون)