Por que o GPS é fundamental para o seu smartphone – e precisa desesperadamente de uma revisão
A maioria das tecnologias modernas, incluindo smartphones , funciona com GPS. Mas o sistema pode ser mais vulnerável a falhas do que você pensa. Os EUA carecem de tecnologia de geolocalização de backup, o que significa que interrupções ou interferências podem ser catastróficas. A Rússia ameaçou destruir satélites de GPS e, recentemente, sinais defeituosos de GPS fecharam temporariamente um aeroporto de Dallas.
Felizmente, as empresas estão intervindo para ajudar a proteger o GPS. A NextNav assinou recentemente um acordo para fornecer uma nova tecnologia chamada TerraPoiNT, que serve como backup para GPS, usando as redes LTE e 5G existentes. “O sinal do TerraPoiNT é mais de 100.000 vezes mais forte que o GPS, e sua criptografia de sinal o torna mais resistente a interferências e falsificações”, disse Ganesh Pattabiraman, CEO da NextNav, à Digital Trends em uma entrevista. É uma estatística intrigante – e um vislumbre de como podemos (e devemos) proteger o GPS.
Por que o GPS é tão importante e tão frágil
O GPS fornece posicionamento, navegação, serviços de cronometragem, bem como serviços de localização para telefones celulares. Sua ampla disponibilidade o tornou um utilitário global integral para indústrias e infraestrutura, desde a rede elétrica até serviços de emergência 911 e transações financeiras. Mas, disse Pattabiraman, o sistema é “incrivelmente vulnerável” a interferências – incluindo interferências e falsificações.
Sam Brown, um engenheiro de rádio profissional que dirige um blog de radiofrequência no OneSDR , disse em uma entrevista que os receptores de comunicação GPS são frequentemente interrompidos por bloqueadores baratos e fáceis de obter.
“Um bloqueador emitirá um sinal que interfere na recepção do sinal e, como resultado, o receptor GPS não poderá fornecer informações de localização”, acrescentou.
Em um exemplo recente, problemas com sinais de GPS resultaram em voos suspensos no Aeroporto Internacional de Dallas/Fort Worth. O problema foi atribuído a uma misteriosa fonte de interferência e fechou o aeroporto por dois dias.
A potencial interferência estrangeira é outra questão. A Rússia se gabou de poder destruir os satélites que fornecem nosso GPS .
“Um incidente como uma grande erupção solar ou dano a satélites comerciais pode potencialmente interromper vários serviços essenciais dos quais dependemos todos os dias”, disse Pattabiraman. “É por isso que o governo federal dos EUA reconheceu a importância de implementar tecnologias alternativas PNT para garantir a resiliência do GPS, inclusive por meio de uma ordem executiva para “envolver os setores público e privado para identificar e promover o uso responsável dos serviços PNT”.
Alex Damato, diretor executivo interino da GPS Innovation Alliance, um grupo da indústria, disse em uma entrevista que sua organização mantém uma postura neutra em relação à tecnologia quando se trata de soluções GPS de backup.
No entanto, disse ele, o GPSIA concorda que “a melhor estratégia para alcançar um serviço PNT resiliente é buscar múltiplas tecnologias para promover a diversidade nas funções PNT”. Também é essencial que as soluções de backup sejam capazes de oferecer recursos equivalentes e um nível de desempenho equivalente às tecnologias de GPS e sejam orientadas pelos requisitos PNT de cada setor da indústria, e não por mandatos do governo.
Um problema de décadas em desenvolvimento
Parte dos problemas com o GPS decorre de seu design como uma relíquia da Guerra Fria. O GPS foi projetado para uso militar em áreas de conflito onde as redes civis não estavam disponíveis – lançando foguetes a mil milhas na atmosfera superior ou ajudando porta-aviões cheios de aviões a cruzar o oceano, Tim Sylvester, fundador e CEO da Integrated Roadways, disse em uma entrevista. Nunca teve a intenção de ajudar na navegação de pedestres e veículos em áreas urbanas tranquilas.
“Essa incompatibilidade de design versus uso significa que o GPS tem várias falhas significativas, como baixa precisão e alta latência”, disse Sylvester. Esses desafios são um produto dos sinais de GPS vindos de satélites a milhares de quilômetros de distância, e as desvantagens são uma consequência da física que não pode ser consertada”.
O GPS tem suas desvantagens quando se trata de uma nova geração de carros autônomos . A baixa precisão do GPS significa que você não pode usá-lo efetivamente para saber em que faixa alguém está, o que é um grande problema ao dirigir, e a alta latência significa que suas informações de posição pioram quando você está se movendo rapidamente, o que também é um grande problema ao dirigir, disse Sylvester. Como o GPS está vindo de milhares de quilômetros de distância, em áreas urbanas com muitos prédios altos, a precisão é ainda pior porque os prédios altos bloqueiam satélites que não estão na posição correta para transmitir além dos prédios.
“Essas limitações estão completamente em desacordo com o uso de GPS para veículos conectados e autônomos, que exigem alta precisão, baixa latência e operação confiável em áreas urbanas densas, visto que áreas urbanas densas são onde está todo o tráfego”, disse Sylvester. “Assim como os jornais foram substituídos por notícias online, o GPS foi um grande trampolim, mas é hora de superá-lo. Na verdade, a maioria dos aplicativos já desconsidera o GPS e silenciosamente o substitui por alternativas como o Bluetooth, mas isso geralmente fica oculto para o usuário porque o que importa para o usuário é um bom serviço, não como ele o obtém.”
A próxima onda de veículos autônomos pode exigir um sistema de localização melhor. Sylvester disse que a alternativa mais promissora ao GPS para veículos conectados e autônomos é chamada de APNT. PNT significa “posição, navegação, telemetria”. Dependendo de quem você perguntar, o “A” pode significar termos assistidos, aumentados, garantidos, alternativos ou outros quase sinônimos.
O APNT é integrado à infraestrutura local, incluindo antenas de celular, beacons Bluetooth, Wi-Fi ou outros meios “alternativos” para posicionar, navegar e receber a telemetria do veículo.
“Esses métodos foram montados nos últimos 15 anos usando uma combinação de componentes de smartphones e métodos de comunicação prontamente disponíveis e, embora sejam ótimos para turistas que vagam pela Market Street ou Times Square tentando rastrear um sanduíche que custa menos de US $ 30, seu A natureza ad hoc significa que não se pode contar com autonomia”, disse Sylvester.
A Integrated Roadways tem desenvolvido o Smart Pavement, que incorpora os recursos APNT diretamente na estrada, usando sensores de alta precisão na estrada e suportado por uma rede de borda de latência ultrabaixa, “para que qualquer estrada atualizada com Smart Pavement tenha todos os recursos APNT necessários para veículos conectados e autônomos construídos na estrada e projetados desde o início como uma rede confiável, segura e de qualidade industrial, fornecendo os recursos exigidos pelas demandas de mobilidade da próxima geração ”, disse Sylvester
Para onde vamos depois do GPS?
O sistema NextNav não é a única opção como backup de GPS. Max Perez, vice-presidente de soluções de pesquisa e segurança da ColdQuanta, disse em entrevista que os Sistemas de Posicionamento Quântico (QPS) têm o potencial de servir como uma alternativa ao GPS. As propriedades quânticas alimentam o sistema de posicionamento e, ao contrário do GPS, o QPS não requer calibração contínua com sinais externos para funcionar.
“Um QPS só precisa saber seu ponto de partida para funcionar e é capaz de calcular a velocidade com que viajou, por quanto tempo e em que direção determinar sua posição atual”, disse Perez. “Os Sistemas de Posicionamento Quântico (QPS) aumentariam o GPS em todo o mundo, pois oferecem segurança de navegação significativamente melhorada. Os casos de uso do QPS incluem navegação para aeronaves, submarinos, carros autônomos e muito mais. Os benefícios do QPS sobre GPS incluem precisão, não dependência de satélite, uso interno e menor vulnerabilidade a hackers.”
Damato disse que a indústria de GPS está inovando rapidamente, desenvolvendo soluções que tornam o GPS mais preciso e resiliente. Essas soluções incluem receptores de GPS, os satélites que fornecem esses sinais de GPS e o segmento de controle de solo que rastreia e monitora o desempenho do GPS.
“Uma grande modernização da constelação de GPS está em andamento e, quando concluída, fornecerá dezenas de novos satélites, proporcionando uma precisão significativamente maior e maiores capacidades anti-interferência”, acrescentou.
