Победа армии союзников в операции "Буря в пустыне" в 1991 году была бы невозможна без навигационных устройств GPS
Первый пехотный дивизион армии США атаковал хваленую республиканскую гвардию Саддама Хусейна и бригаду регулярной армии Ирака 26 февраля 1991 года в 10 часов вечера, когда даже слабый лунный свет не освещал бескрайнюю иракскую пустыню.

Иракские войска численностью около 8 тыс. человек, составляющие стратегический резерв Саддама, получили приказ противостоять армии союзников, чтобы оставшиеся части гвардии могли вернуться из Кувейта. Когда до иракских танков оставалось 3820 метров, их изображения появились на видеотерминалах танков M-1 американской армии. Орудийные расчеты американцев открыли огонь, и горизонт окрасили вспышки взрывающихся машин.

Как сказал потом один из лейтенантов иракской армии, "по этой пустыне никто не ходит, и все опасаются сворачивать с дороги, поскольку там ничего не стоит заблудиться".

Но Первый пехотный дивизион использовал технологию, необходимую для переходов по пустыне. Чтобы выйти на атакующую позицию, дивизиону, в состав которого входили группа из 17 тыс. солдат, прибывших из Форт-Рейли (шт. Канзас), 150 специализированных воздушно-десантных машин, 40 атакующих и вспомогательных вертолетов, два артиллерийских батальона по 18 орудий и девять пусковых ракетных установок, нужно было пройти 50 миль на север, несмотря на дождь и песчаную бурю, снизившие видимость почти до нуля.

Итак, пехотный дивизион с успехом завершил переход, поскольку на некоторых танках и боевых машинах группы были смонтированы навигационные (GPS - Global Positioning System) системы, созданные компанией Magellan Systems, и внешние антенны. Каждая группа из 14 танков имела один или два приемника. Остальные машины следовали за ведущими.

За шесть часов сражения пехотный дивизион и другие подразделения разгромили иракские войска и прошли на восток, чтобы перекрыть основную магистраль, ведущую из Басры в Ирак. К наступлению 28 февраля дивизион прошел 50-60 миль на восток и занял позиции на магистрали, захватив около 4,5 тыс. военнопленных.

Переход таких крупных сил, причем на столь дальнее расстояние, совершенный так стремительно и с такой точностью, во многом предрешил исход войны. Можно сказать смело, что победа была бы невозможна без навигационных устройств.

Поразительная точность

Что касается технологии, сыгравшей столь важную роль в обеспечении военного превосходства США, то в ее основу положена довольно простая концепция. GPS-приемник оснащен системой определения местонахождения, которая измеряет расстояние до трех или более спутников и обрабатывает полученные данные. Такая технология получила название триангуляции. Вооруженные силы США имеют 27 навигационных спутников, движущихся по орбитам, которые позволяют охватить всю поверхность Земли.

Существует две частоты GPS: одна - только для военных целей, вторая - и для гражданских, и для военных нужд. Для военных целей отведен диапазон от 7 до 10 метров, а "гражданский" сигнал, если он не скорректирован, передается в диапазоне от 70-100 метров.

Министерство обороны США умышленно искажает "гражданский" сигнал. Этот процесс получил название выборочной доступности (selective availability). Точность определения объекта, которую обеспечивает сигнал, используемый для гражданских целей, может быть доведена до метра за счет использования двух приемников, координаты одного из которых уже известны. Этот метод называется разностным глобальным позиционированием (differential GPS). Более совершенные методы позволяют увеличить точность определения положения до 1,5 сантиметров.

Хотя сейчас эту технологию расхваливают на все лады, военная программа, предусматривающая использование оборудования GPS, была принята без энтузиазма. "Командный состав ВВС США отказывался применять эту технологию, ссылаясь на ее дороговизну. Они предпочитали получить побольше самолетов, - вспоминает Ксавьер Кейн, президент Международной ассоциации GPS и руководитель предыдущей программы ВВС, реализация которой началась в конце 1960-х годов. - Руководство Военно-морского флота США также было категорически против внедрения новой спутниковой программы для навигации, предпочитая довольствоваться уже имеющейся".

По словам Брэдфорда Паркинсона, руководителя объединенной программы GPS и профессора Стэнфордского университета, занимающегося вопросами аэронавтики и астронавтики, самый серьезный удар по GPS был нанесен в августе 1973 года. Тогда еще и не начинавшуюся программу закрыл комитет Defense System Acquisition Review Council - по той причине, что GPS должным образом не удовлетворяет требованиям различных родов войск.

В ближайшие выходные после августовского "черного четверга" сотрудники JPO с утра до поздней ночи работали в Пентагоне, изменяя структуру программы. В декабре 1973 года комитет DSARC одобрил использование GPS.

Истинная ценность технологии GPS стала очевидна во время войны в Персидском заливе. Навигационное оборудование использовалось для направления ударов с воздуха и управления атакующими вертолетами, а также в качестве навигационной системы во время танкового перехода через пустыню. Всего в боевых действиях в этой войне использовалось более 9 тыс. коммерческих приемников таких производителей, как Magellan и Trimble Navigation.

Спасение Скотта О'Греди

После войны в Персидском заливе системы навигации использовалась в каждом военном конфликте, в том числе и в последнем - во время выполнения миротворческой миссии в Боснии. Многие помнят спасение капитана американских ВВС Скотта О'Греди, вызволенного во многом благодаря GPS. Истребитель О'Греди F-16 был сбит над территорией Боснии в июне 1995 года. В течение шести суток капитан скрывался на вражеской территории, пока ему на помощь не пришла группа морских пехотинцев.

О'Греди считает, что своим спасением он обязан искренней вере и не оставлявшей его убежденности в том, что вооруженные силы США и их союзников пытаются его найти. Но и технология сыграла не последнюю роль, поскольку приемник GPS был вшит с внутренней стороны правого кармана его полетного костюма. Такой костюм получил каждый летчик его эскадрильи.

"Чтобы спастись, мне нужно было связаться по радио со своими или с союзниками и сообщить о своем местонахождении с точностью до мили", - сказал О'Греди. Карта позволяла определить, где он находится, с точностью не более пяти миль, а благодаря GPS летчик мог не только установить координаты, но, учитывая, что он был сбит над густонаселенной территорией, передвигаться там, где его с меньшей вероятностью могли обнаружить враги.

"Каждый раз, когда мне удавалось найти укромное место, прежде чем выйти в эфир, я доставал приемник и выяснял широту и долготу своего местонахождения, - рассказывал О'Греди. - Когда спасательный отряд наконец услышал мой радиовызов, я смог сообщить им свои точные координаты".

О'Греди методом проб и ошибок сам учился работать с передатчиком по ночам. Он не мог включить фонарь, чтобы прочитать инструкцию, и был вынужден закрывать руками люминесцентный экран, чтобы не выдать свое убежище.

GPS-оборудование используется в Боснии - стране, чья холмистая территория и нагоняющие тучи ветры мешают ориентироваться на местности. Военнослужащие роты военной полиции США и два полка моторизованной пехоты в Боснии, к примеру, часто используют GPS как средство определения своего местонахождения.

GPS обещает совершить революцию в вооружении США по мере интеграции технологии в системы вооружений в рамках одобренной конгрессом США программы развития до 2000 года. Как считает капитан Берт Джонсон, менеджер программы обычных наступательных вооружений, такая система, как Joint Direct Attack Munition, а также программа ВВС и ВМФ США, обеспечивающая дополнительный комплект GPS для бомб, позволят изменить принцип ведения боя. "Если раньше для поражения одной цели требовалось несколько самолетов, то теперь можно рассчитывать на то, что для поражения нескольких целей будет достаточно одного самолета. В проведенных испытаниях мы поразили четыре цели четырьмя ракетами, пущенными с одного самолета", - подчеркнул Джонстон.

Руководство миссией спасения

Хотя системы GPS разрабатывались для военных целей, сейчас большая их часть используется для мирных нужд. Данная технология применяется практически во всех областях, от общественных служб, сельского хозяйства и геологических изысканий до путешествий и организации туристических лагерей. По некоторым оценкам, объем продаж этих устройств в 1997 году превысил 3 млрд. долл., причем только 90 млн. долл. приходится на системы, применяемые в военных целях. Карманные приемники GPS стоят от 100 долл. Как подчеркнул Чарлз Тримбл, президент компании Trimble Navigation, цены на эти устройства снижаются примерно на 30% в год, благодаря чему они используются все шире и шире.

Госпиталь Св. Луки в Супериоре (шт. Вашингтон) устанавливает приемники GPS в машинах "скорой помощи" - это позволяет вызвать санитарный вертолет в лесной глуши Миннесоты и Висконсина.

"Раньше нам приходилось тратить много времени на радиопереговоры, чтобы выяснить, где находится машина "скорой помощи", - подчеркнул Гейли Мейсон, руководитель санитарной авиации. - А теперь санитарный самолет может лететь прямо к пациенту и вовремя".

В Финиксе, к примеру, системы GPS используют, чтобы узнать, где находятся пожарные машины, выехавшие из пожарного депо. Проведенная один раз настройка позволила сократить среднее время прибытия на место происшествия после звонка в службу 911 до 83 секунд, благодаря чему была, к примеру, спасена жизнь ребенка, найденного на дне плавательного бассейна.

Оборудование GPS также используется для поиска машин "скорой помощи" на побережье Сан-Франциско, что позволяет сократить по две минуты на каждый звонок в службу спасения. Порой эта разница - тот самый миг, который отделяет жизнь от смерти во многих экстренных ситуациях.

Технология GPS работает и на море. Несколько лет назад Джош Холл, капитан одноместной яхты, принимал участие в кругосветных гонках. Но недалеко от побережья Бразилии его судно дало течь. Получив сигнал тревоги с имеющегося у Холла устройства GPS, Британская береговая охрана сообщила об этом ближайшему участнику соревнования, который находился от яхты Холла в 84 милях. Тот изменил курс и отправился на помощь Холлу.

Впереди суровая битва

Несмотря на успехи GPS, нависшая над ней угроза серьезна как никогда. На состоявшейся в ноябре Всемирной конференции радиосвязи, которая отвечает за распределение эфирных диапазонов, сторонники организации International Maritime Satellite Organization попытались провести решение об изъятии части частот GPS в пользу мобильных спутниковых служб. Как заметил Скотт Пейс, аналитик компании Rand, если бы эта попытка вторжения на "гражданскую" часть диапазона GPS удалась, последствия для пользователей были бы очень серьезными, поскольку неминуемо сказались бы на времени поиска, готовности, целостности и надежности сигнала.

Хотя защитники GPS на этой конференции смогли добиться поддержки, окончательное решение так и не было принято, и вопрос был отложен до следующей встречи, которая состоится в 1999 году. По мнению ряда специалистов, сейчас необходимо объединить усилия и организовать поддержку GPS во всем мире. Это позволило бы отказаться от выборочной готовности, добавить вторую "гражданскую" частоту и гарантировать сохранение свободного доступа к сигналам. Большинство людей рассматривают GPS как коммунальную услугу и не представляют себе, насколько шаткая создалась ситуация.


Будущее американской программы GPS

Будущее систем Global Positioning System [программу модернизации, которую осуществляет комитет GPS Joint Program Office (JPO), оценивают в 20 млрд. долл.] предусматривает усовершенствование этой технологии, с тем чтобы сделать ее более надежной и полезной.

Увеличение мощности сигнала в военной обстановке, к примеру, позволяет упростить поиск сигнала и затрудняет его искажение. По мнению полковника ВВС Джима Армора, руководителя программы JPO на военно-воздушной базе в Лос-Анджелесе, изменение структуры кодирования усложнит поддержку сигналов, но упростит его "захват". Хотя представители JPO считают идеалом получение второй гражданской частоты (а именно это необходимо гражданским агентствам и коммерческим пользователям для увеличения точности), они также оценивают возможность повторного использования существующих частот. Основная экспертиза программы запланирована на четвертый квартал этого года.

Новые спутники GPS позволят увеличить мощность почти до 800 Вт - это значительно больше, чем предусматривается исходной спецификацией. Но окончательного решения о том, что делать с дополнительной мощностью и полезной пропускной способностью, пока не принято. "Не менее важно увеличить число спутников", - считает Кирк Льюис, глава специальной наблюдательной группы, образованной Пентагоном для того, чтобы оценить возможность защиты и совершенствования навигационных систем. Помимо увеличения мощности сигнала Льюис хочет иметь 30 спутников вместо 24, чтобы снизить уязвимость и увеличить помехоустойчивость.

Другие программы JPO предусматривают создание нескольких усовершенствованных вариантов приемников GPS, которые, как предполагается, будут созданы в ближайшие два года - в том числе устройство с повышенными характеристиками защищенности, а также встраиваемое устройство.

Агентство DARPA также ведет разработку программы GPS Guidance Package, которая, к примеру, интегрирует оптическую систему наведения с GPS. По словам лейтенанта-полковника ВВС Бета Каспара, руководителя программы, это позволит сократить объем устройства в 14 раз и почти в семь раз снизить вес по сравнению с оборудованием Inertial Navigation System/GPS, которое сейчас монтируется на самолеты ВВС США. Устройства Brassboard - предварительные прототипы устройств INS/GPS - успешно прошли испытание на истребителях F-18, артиллерийских комплексах и в системах поддержки огня вооруженных сил США.

Агентство DARPA работает также над созданием более точных и меньших по размеру часов для приемников GPS, позволяющих ускорить настройку, а также поиск и освобождение сигналов в среде с сильными помехами. Один из подрядчиков, компания Q-Tech, предполагает представить в следующем году часы для карманных устройств, которые будут обеспечивать точность почти на три порядка выше, чем современные приемники при том же уровне потребляемой мощности.

В дальнейшем агентство рассматривает возможность размещения оборудования, которое представляют собой заменители спутников на тактических автоматических бортовых антеннах для локального распространения сигналов GPS. Кроме того, разрабатываются потребляющие менее 1 Вт и недорогие (до 1200 долл. за устройство) мобильные устройства INS/GPS для пехоты и других родов войск.

- Шарлот Адамс


Компоненты GPS

Спутники. По крайней мере 24 спутника GPS облетают Землю каждые 12 часов и передают постоянные навигационные сигналы. Производители - Rockwell, Lockheed Martin и Boeing Information Services.

Наземные станции контроля. Главная система контроля находится на военно-воздушной базе в Фальконе (шт. Колорадо).

Приемники. Приемники GPS и соответствующее оборудование выпускают по крайней мере 120 американских компаний. Ведущие производители: Trimble Navigation, Magellan Systems, Motorola, Rockwell и Honeywell.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями