Ne, řeč o historii nebude, jak jste se možná obávali. Řeč bude
(nepřímo) o tom, že jsme se z historie nepoučili. Blogosférou už proběhly
informace o E-CALL, tedy automobilové štěnici, o INDECTU, tedy způsobu
kompilace osobních údajů uživatelů internetu s údaji z kamerových systémů,
avšak neproběhlo takřka nic o tom nejhorším, co nás zřejmě čeká. Systému
navigačních družic Galileo.
Citovat Wiki tu nebudu, není přesná. Zde je citace oficiální zprávy
ředitele projektu Galileo:
Kompletní systém bude obsahovat 30 družic (27 + 3 záložní), obíhajících
na 3 kruhových oběžných drahách ve výšce 23616 km na rovníkem. Sklon drah
s rovinou rovníku je 56 stupňů, což zaručí bezproblémové užití systému
do zeměpisné šířky 75 stupňů. Předpokládaná životnost družic je 15 let.
Řízení systému bude realizováno dvěma pozemními centry GCC (Galileo control
center) a 15 pozemními vysílači.
Chce to hledat a protože nenajdete, ptát se. Kolem tohoto projektu se
vůbec dějí zajímavé věci. Někde je zveřejněna jakási část z technických
specifikací a za týden ji tam už nenajdete, jindy ji nenajdete už druhý
den a text je nahrazen radostnými bláboly o to, jak budou traktory orat
samy a vůbec nás čeká radostná budoucnost, bez slepeckých holí. V tom vyniká
například tento
server, kde kromě jiného najdete i zblitek o chvályhodném projekt E-call.
Zkusím se tedy laicky doplnit to, co nám chybí.
Především si musíme uvědomit, že jak ona automobilová štěnice, tak Indect
zřejmě nesplní některé požadavky některých zadavatelů. Co se E-call týká,
pokud nebude (a ona nebude) součástí řídící jednotky, bude porouchaná.
O to už se šťastný vlastník jistě rád postará. Zejména potom, co jakýsi
hacker načnul počítače FBI a našel v nich trasovací údaje stažené z I-phonů
blbců, kteří povolili poskytovateli služeb přístup ke své poloze, asi proto,
aby nemuseli zvednout hlavu jaké je počasí, ale podívali se do founu, jestli
mají otevřít deštník. Co se děje z daty těch, co využívají jako úložiště
cloud, by byla zřejmě větší zábava. Ale zpět k tématu. Slabým místem INDECTu
je obličejová rekognice. Ta dobře funguje jen v Hollywoodu, jinak je spolehlivost
20-30%, a stačí bejzbolka nebo bíbr a je vymalováno. Vzpomeňme oněch snah
o detekci způsobu chůze. Tam je přece jen k dispozici větší množství markantů
na větší ploše.
Takže dále. Z textu, na který jsem odkázal už se nedozvíte nic dalšího
o technických aspektech, majících zajímavé, určitě nezamýšlené, vedlejší
efekty. Je tedy nutno přetrpět alespoň základní exkurs do technického řešení,
a pak si řekneme, co to znamená. Sice jsem se vyhnul matematice, ale žargonu
nikoliv a tak musím ty čtenáře, které by to otrávilo požádat, aby následující
pasáž přeskočili. Pokud je mi známo, text v této podobě ještě nikde česky
publikován nebyl. Jedná se o kompilaci údajů, zjednodušených a přeložených,
s poznámkami majícími zdroj u techniků, kteří na systému pracovali. Základní
text máte zde i s detaily třeba
tady. Upozorňuji, že se jedná o původní , nebo spíš zveřejněnou, ideu.
Skutečný stav si načrtneme dále.
Signál GPS je poměrně složitý a obsahuje jednosměrné (pasivní) určení
polohy, určení přesné vzdálenosti a směru pohybu (kromě jiného i dopplerovým
efektem), předávání informací pozemním přijímačům, simultánní příjem z
několika satelitních signálů, opravu údajů pro ionosférické zpoždění signálů
a odolnost proti interferencím. Volba nosného kmitočtu tedy musí splňovat
následující požadavky:
Frekvence by měla být pod 2GHz. Kmitočty nad 2GHz vyžadují zvláštní
anténu pro příjem signálu, ale pod 100MHz se už zase projevují ionosférická
zpoždění, stejně jako nad frekvencí 10GHz. Také elektromagnetické záření
se ve vzduchu šíří pomaleji než ve vakuu, a to tím více, čím nižší je frekvence.
Pro nízké frekvence je tedy zkreslení fatální a ovlivňuje runtime.
PRN kódy (viz níže) vyžadují velkou šířku pásma pro modulaci. Také proto
musí být zvoleno pásmo vysokých frekvencí. Navíc nesmí být nosný kmitočet
ovlivněn počasím. Proto bylo rozhodnuto o tom, že každý satelit vysílá
dva nosné kmitočty v mikrovlnné oblasti, které jsou pojmenovány jako L1
a L2 (frekvence se nachází v L pásmu mezi 1000 a 2000 MHz). Civilní GPS
přijímače budou používat frekvenci L1 (1575,42 MHz - vlnová délka 19,05cm).
Na frekvenci L1 jsou přenášena navigační data a kód SPS (kód standardní
polohy). Frekvence L2 (1227.60 MHz - vlnová délka 24,45cm) nese pouze P
(Y) kód a používá se výhradně v přijímačích, které jsou určeny pro PPS
(přesné polohování), tedy u vojenského (bezpečnostního) zařízení.
Signál je modulován třemi různými binárními kódy: první je C/A kód.
Ten je 1023 bitů dlouhý kód, přenášen s frekvencí 1,023 MHz a neobsahuje
žádné informace. Je jím modulována celá šířka pásma a snižuje se rušení.
C/A kód je pseudonáhodný kód (PRN - pseudorandom), který je ale přesně
definován pro každý satelit. Ten je pak přijímačem označen prostřednictvím
PRN čísla, opakujícího se každých 1023 bitů, nebo každou milisekundu. Reálné
GPS satelity jsou číslovány 1 až 32. Budou-li časem začleněny satelity
z jiných sítí, jejich čísla budou vyšší. C/A kód je základem pro všechny
civilní přijímače GPS.
Pro opravdu náhodná čísla by ovšem počet možností nepostačoval. Proto
jsou dále použity kódy pro automatické korelace nebo křížovou korelaci,
která je nezbytná pro měření doby šíření signálu. Pojmenovány jsou GOLD.
U těchto GOLD kódů jsou korelace mezi sebou velmi slabé, takže umožňují
jednoznačnou identifikaci.
P kód (přesný) moduluje L1, stejně jako nosnou L2 frekvence a může být
dlohý až 266 dnů, ovšem zatím je používáno jen 7. Pro ochranu proti rušivým
signálům přenášených prostřednictvím možného nepřítele, je možno P kód
šifrovat Y kódem. Šifrovaný kód potřebuje speciální AS modul pro každý
přijímací kanál a je přístupný pouze pro oprávněné pracovníky, kteří jsou
držiteli zvláštního klíče.
P a Y kód jsou základem pro přesné (vojenské) určení polohy. Nyní již
systém šifrování pracuje nepřetržitě a P kód je přenášen pouze jako Y kód.
V GPS systému jsou nosné frekvence použity s fázovou modulací. Fázová
modulace je zřídka použitá technika, ve srovnání s amplitudovou modulací
(AM) nebo frekvenční modulací, hlavně proto, že je problematické rozpoznat
signál fázově neposunutý a posunutý o 180°. Vyžaduje tedy poměrně složitý
demodulátor. Fázová modulace vede k prodloužení frekvenčního rozsahu nosné
frekvence a to v závislosti na tom, jak často se fáze posune. Tento druh
modulace může být použit pouze pro přenos digitálních dat.
Tak. To bychom měli. Mimochodem, výše uvedené informace jsou asi trošku
starší, protože jiné zdroje, to je úplně jiná pohádka. Systém bude totiž
provozován ve čtyřech pásmech, na cca deseti kanálech:
E5a – 1176,45 MHz
E5b – 1207,140 MHz
E6 – 1278,75 MHz
L1 – 1575,42 MHz (shodné s nosnou vlnou L1 u GPS)
Budou k dispozici dvě skupiny služeb. Ta první, o které se běžně dočtete,
jsou tyto:
OS – open service – volné služby – standardní signál poskytovaný zdarma
s vysokou dostupností a přesností.
CS – commercial service – komerční služby – standardní signál s ověřenou
integritou a dalšími placenými službami.
SoL – safety of life service – zabezpečení doživotních služeb – standardní
signál s ověřenou a certifikovanou integritou (kontrola každých 6s), poskytuje
včasné varování o selhání přesnosti.
SAR – search a rescue – pátrání a záchrana – SoL signál kompatibilní
se současnými SAR systémy.
Ta druhá skupina je taková tajnosnubná a zdroje, které ji zveřejní ji
vzápětí stahují:
PRS – public regulated service – veřejně řízená služba – šifrovaně,
pro vládní účely.
Zbývající využitelné kanály se asi někam ztratily, ale ony vyplavou,
nebo je někdo najde.
A teď proč tak složitě.
Při použití zmíněných pásem se totiž razantně zmenšuje přijímač signálu.
Poslední testovaná verze má příčné rozměry zápalky a délku 7mm, a to včetně
zdroje s výdrží cca 30 hodin. Chcete-li z ní dostat data online, potřebujete
buď zbytečně velký modul GSM nebo modul wifi. Nejmenší co vím má 8x8x1,5mm
bez zdroje. Na sto metrů odečtete bez potíží, anténa je na tišťáku. A nejen,
že odečtete, ale i povelujete, což skýtá další neobyčejné možnosti. Jen
si představte, tohle montovat do řídících jednotek aut. A pak že mýtné
brány budou k ničemu.
Dál si povšimněme drah satelitů. Pro celosvětový systém se to zdá divné,
ne? Tam by byla na místě nějaká ta polární dráha. Znamená to totiž, že
Jižní Afrika, Austrálie nebo jih Jižní Ameriky, sever Kanady, natož póly
nikoho moc nezajímaly. Počet družic, použité frekvence a sklon drah pak
znamená, že systém je funkční i v budovách, pokud se zrovna nejedná o betonový
bunkr. Dokážete si představit lepší systém na sledovačku? Všimli by jste
si, kdyby Vám někdo do kapsy šikovně postrčil něco, co má rozměry jak malá
mince. Nehledě na to, že použité frekvence se dobře odráží, a tak může
být modul i pod autem. A proč ho tam nedávat rovnou, když vyjede z fabriky?
Následuje přesnost. Udávané metry jsou k smíchu. Už starý systém GPS
umožňuje desítky centimetrů, ne-li méně. Galileo navíc odboural jeho největší
nevýhodu. Nepochybně víte, že systém GPS je uměle "rozostřen" tak, aby
nebylo možno využívat jej pro vojenské účely. Toto rozostření musí být
provedeno na straně satelitu a všichni bez výjimky, kdo se nacházejí v
onom pásmu si pak užívají. Včetně armády a bezpečnostních složek. Galileo
může používat všechny frekvence současně a co víc, umožňuje obousměrnou
komunikaci, tedy něco o čem se systému GPS zatím mohlo jen zdát. Znamená
to, že Vám postačí talířek o rozměru 25 cm a příslušné heslo a přijímač
v příslušném pásmu a máte vystaráno. Předpokládaná přesnost neveřejných
pásem je cca 5cm na padesáté rovnoběžce a 15-20cm na pólech, totéž platí
o rozlišení nadmořské výšky.
No, a pak nám zbývá ona kompatibilita starého a nového systému. Žádná
není. A to přes toto vyjádření - cituji: systém bude k dispozici od roku
2013. Služba bude zdarma a plně kompatibilní s GPS, takže ji mohou využít
jak stávající uživatelé GPS, aniž by si museli kupovat nové přístroje,
tak noví uživatelé. Zvlášť pikantně toto vyjádření zní, porovnáte-li jej
s tvrzeními techniků. Jdete-li do hloubky zjistíte, že systém bude vyžadovat
buď samostatný čip, nebo čip, který lze přeprogramovat. Jak totiž chcete
přinutit čip u Vás v telefonu, aby bral data na jiné frekvenci s jinou
strukturou a identifikátory, které nezná. To ovšem nebrání tomu, aby se
neuvažovalo o přesahu do chráněného amerického pásma.
Dokonce ani školitelé na Galileo neznali odpověď a tak byla vznesena
otázka na kterou zmr. Jérémie Godet odpověděl: Kompatibilitu nelze vysvětlovat
tak, že současné navigační přístroje GPS budou schopné přijímat a zpracovávat
signál z družic Galilea. Kompatibilita neplatí zpětně a nevztahuje se na
starší zařízení. Je třeba počkat na „duální“ přístroje. Jelikož ale Galileo
bude zpočátku sloužit hlavně pro speciální průmyslové aplikace a k běžným
uživatelům se dostane až po několika dalších letech, ještě si rozhodně
vystačíte se svým GPS navigátorem.
Jinak řečeno my si to voblížem, a až si budeme jistí jak to na Vás ušít,
dáme Vám čuchnout. To bychom se podívali, aby jste vypnuli v mobilu čip
na Galileo a používali tady nějaký amerikány, do kterejch nevidíme. Depa
synci, hezky budete používat Galileo, my si přes cloud, wifi, hlavičky
mailů nebo GSM budem stahovat Vaší polohu (tedy polohu telefonu) a máte
smůlu s terorismem a šířením dětské pornografie. Taky proč jinak by jsme
to vše dělali.
Jak vidíte, čekají nás zářné zítřky plné radostného budování nového
světového pořádku. Já osobně očekávám velký rozvoj herních konzolí se zvláštním
zřetelem na senzory pohybu (kvůli rozlišení Vašich pohybů ve hře, co taky
jiného), případně integraci televize s internetem a zabudování kamery pro
obousměrnou komunikaci s Vašimi přáteli.
13.09.2012 Yanek