הצילו! ה-GPS לא פועל!

This post is also available in: English (אנגלית)

בחיים האזרחים, אובדן קשר עם אותות ה-GPS לכמה דקות יכול למרוט את עצביו של הסבלני שבנהגים, שהסתמך על אפליקציית ניווט. לרוב, הנזק יסתיים בכמה קילומטרים מיותרים של נסיעה ובצורך לחשב מסלול מחדש.

במקרים של שימושים צבאיים ושל בטחון המדינה, אובדן קשר עם אותות ה-GPS  יכול לגרום לטעויות של מטרים רבים, שעושים את כל ההבדל בין פגיעה במטרה לבין החמצת היעד. כחלק מצבא העתיד וחייל העתיד, צבאות וגופי בטחון מצטיידים במערכות שמטרתן להתגבר על המכשלות האלה. גופים ישראליים שזקוקים למוצרים כאלה נתקלים לרוב בקשיים, בשל המגבלות שמטילות החברות היצרניות והמדינות מהן הן פועלות. רבות ממדינות אירופה וסקנדינביה אוסרות על מכירת מערכות כאלה או אף מכירת שימוש בהן.

סוג אחד של מערכות, המשלימות את החסר, הן מערכות אינרציליות מבוססות ג"ירוסקופ ומדיד תאוצה. תפקידו של הג'יירוסקופ (מדיד קצב זוויתי) הוא להצביע על הכיוון, בעוד שתפקידו של מדיד התאוצה הוא לסמן את המרחק. המערכות האינרציליות מגבות את מערכות ה-GPS כשאלו נכשלות. הן משמשות בעיקר עבור מזל"טים, רובוטים וחימוש מונחה וכוללות שלושה מדידי תאוצה, שלושה מדידי ג'יירוסקופ ושלושה מגנומטרים (מדידי שדה מגנטי.

"המערכת הזאת פועלת על חיישנים", מסביר ששון נואמה, מנכ"ל חברת ארזים, "וחיישנים סובלים מסחיפה והופכים לפחות ופחות מדויקים. האלגוריתם שפיתחנו מצליח לפצות על כך". ארזים הוקמה ב-1989 ומאז היא עובדת עם תעשיות התקשורת, הביטחון וביטחון הפנים. לדברי נואמה, המשתמש צריך תמיד לאזן בין עלות המדידים לבין השאלה כמה זמן באמת הוא יכול להרשות לעצמו להיות מנותק מהקשר עם ה-GPS. כיוון שאיבוד קשר עם אותות ה-GPS  לכמה שניות משמעותו טעות של כמה עשרות מטרים, האתגר הוא לצמצם את הטעות עד כמה שיותר.

הסוג השני של המערכות, מערכות מוצאות צפון, מבוססות על אחת משלוש טכנולוגיות. הראשונה היא של המצפן המוכר והטוב מהטיולים השנתיים או זה שיש לכם בסמארטפון. השנייה מבוססת על מצפן מסובב ג'יירו, gyrocompass)), מערכת מאוד מדויקת ומאוד יקרה. אחד היתרונות של המערכות הללו הוא, שהן אינן מושפעות מחומרים מגנטיים בסביבתה ויכולות לתפקד באופן מדויק.

הפתרון שמציעה חברת ארזים מבוססות על אותות לוויין GPS. "שתי אנטנות, המרוחקות זו מזו כחצי מטר עד מטר, קולטות את אותו ה-GPS", מסביר נועמה, "האות הנשלח יגיע יותר לאט לאנטנה המרוחקת יותר, אנחנו יודעים לחשב את ההפרש ולזהות את האזימוט מול הלוויין. אלגוריתם הניווט, הנקרא 'קלמן פילטר', הוא משערך סטטיסטי שבעזרת פרוצדורה מתמטית מצמצם את סגירת הטעות במרחק למינימום".