نسل جدید فناوری‌های موقعیت‌یابی و ناوبری

یکی از مهم‌ترین نیازمندی‌ها در محیط عملیاتی کنش‌های نظامی و اطلاعاتی، توانایی شناسایی دقیق موقعیت جغرافیایی نیروهای خودی و دشمن با هدف تامین اطلاعات عملیات و یا هدف قرار دادن رقیب با قابلیت‌های نبرد از دور است که می‌توان از آن به آگاهی و اِشراف جغرافیایی نام برد. این قابلیت، علاوه بر هدایت واحدهای زمینی، هوایی و دریایی انسان‌محور در عملیات و اجرای اقدامات لجستیکی، امکان هدایت جنگ‌افزارهای ماشینی همچون پهپادها و موشک‌های هدایت‌شونده را نیز در اختیار می‌گذارد؛ ضمن آنکه به شناسایی عوامل انسانی و فیزیکی جاسوسی دشمن در محیط داخلی نیز کمک می‌کند.

مقدمه

یکی از مهم‌ترین نیازمندی‌ها در محیط عملیاتی کنش‌های نظامی و اطلاعاتی، توانایی شناسایی دقیق موقعیت جغرافیایی نیروهای خودی و دشمن با هدف تامین اطلاعات عملیات و یا هدف قرار دادن رقیب با قابلیت‌های نبرد از دور است که می‌توان از آن به آگاهی و اِشراف جغرافیایی نام برد. این قابلیت، علاوه بر هدایت واحدهای زمینی، هوایی و دریایی انسان‌محور در عملیات و اجرای اقدامات لجستیکی، امکان هدایت جنگ‌افزارهای ماشینی همچون پهپادها و موشک‌های هدایت‌شونده را نیز در اختیار می‌گذارد؛ ضمن آنکه به شناسایی عوامل انسانی و فیزیکی جاسوسی دشمن در محیط داخلی نیز کمک می‌کند. با رشد ناوگان نیروهای دریایی و هوایی ایالات محتده آمریکا در دوران جنگ سرد، مساله موقعیت‌یابی و ناوبری این تجهیزات نظامی به موضوعی داغ تبدیل شد و در نهایت، با طراحی و اجرای سامانه موقعیت‌یاب جهانی (جی‌پی‌اس) در فاصله سالهای ۱۹۷۸ تا ۱۹۹۵ و با تکمیل زنجیره ۲۴ ماهواره فضایی، به بیشینه قابلیت عملیاتی خود رسید. به موازات تلاش‌های آمریکا در این زمینه، کشورهای دیگر نیز همچون شوروی سابق، ژاپن، چین و هند نیز با ایجاد زنجیره ارزش زمینی و فضایی این فناوری، به سامانه‌های گوناگونی دست یافته‌اند که در مقیاس‌های جهانی و منطقه‌ای قابلیت استفاده دارد. با وجود اینکه این فناوری در ابتدا به صورت اختصاصی در اختیار وزارت دفاع آمریکا قرار داشت، به تدریج و در طی چندین سال، امکان بهره‌برداری از آن در اختیار بخش‌های عمومی نیز قرار گرفت؛ هر چند که تحقیق و توسعه مرزشکن این فناوری به طور انحصاری در حوزه اطلاعاتی و امنیتی صورت می‌گیرد و کاربردهای تروریستی آن از سوی آمریکا و رژیم به طور واضح عملیاتی می‌گردد که نمونه‌های آن در ترور هدفمند و دقیق فرماندهان مقاومت قابل مشاهده است.

چالش‌های فناوری جی‌پی‌اس در موقعیت‌یابی

با وجود قابلیت‌های کاربردی متعدد سامانه موقعیت‌یاب جهانی در تقویت سامانه‌ها و کنش‌های اطلاعاتی و نظامی، چالش‌ها و نقاط ضعفی در این فناوری‌ها قابل ردیابی است که می‌تواند زمینه مناسبی برای بدیل‌اندیشی پیرامون آن قرار گیرد. در ادامه گزارش به برخی از این کاستی‌ها اشاره می‌شود:

  • انسداد سیگنال و دقت محدود: سیگنال‌های چی‌پی‌اس به سادگی توسط موانع فیزیکی محدود یا تضعیف می‌شوند که این موضوع باعث از دست رفتن سیگنال و یا کاهش دقت آن در محیط‌هایی اعم از فضاهای سربسته و نیز محیط‌های پوشیده از درختان همچون جنگل می‌شود.
  • آسیب‌پذیری در برابر پارازیت و جعل: سازوکار چی‌پی‌اس در برابر مداخلات بین‌المللی آسیب‌پذیری قابل توجهی دارد که زمینه‌ساز مخاطرات امنیتی زیان‌بار بسیاری است. یکی از این مخاطرات، فرایند جمینگ یا پارازیت است که مانع از شناسایی درست موقعیت‌ها می‌شود. همچنین، اسپوفینگ یا حملات جعل منجر به ارائه اطلاعات نادرست از یک موقعیت می‌گردد که چالش‌های مهمی را در ناوبری و موقعیت‌یابی، به ویژه در شرایط عملیات نظامی و اطلاعاتی ایجاد می‌کند.
  • وابستگی به سیگنال‌های ماهواره‌ای: وابستگی جی‌پی‌اس به امواج ماهواره‌ای عامل عدم عملکرد این سامانه در محیط‌های زیر دریا، زیر زمین (همچون تونل‌ها و قطارهای زیرزمینی) یا مناطق پوشیده از درختان می‌شود. همچنین، حوادث طبیعی همچون طوفان‌های سهمگین، عامل تضعیف سیگنال‌ها و در نتیجه عملکرد پایین این سامانه است.
  • محدودیت دقت عمودی: هر چند که جی‌پی‌اس دقت افقی قابل قبولی ارائه می‌دهد، دقت عمودی آن بسیار کمتر از حد انتظار است. این مساله در مکان‌یابی در فضاهای ساختمانی طبقاتی و نیز جایابی عمودی هواپیماها و پهپادها مشکل‌آفرین است.

 

 نسل جدید فناوری؛ مختصات سه‌بعدی

به منظور ارتقای فناوری‌های پیشین و نیز پوشش کاستی‌های مخاطره‌آمیز فناوری جی‌پی‌اس، رویکردهای فنی مختلفی توسعه داده شده‌اند. هدف از پژوهش‌های صنعتی در این حوزه، توسعه و تقویت فناوری‌های موجود و یا خلق و ابداع رویکردهای جدیدی است که به صورت کامل متفاوت از فناوری‌های کلاسیک باشد. در ادامه به برخی از این ابتکارات اشاره می‌شود:

  1. موقعیت جغرافیای سه‌بعدی و مکان‌یابی عمودی: بهره‌گیری از موقعیت جغرافیایی سه‌بعدی با محاسبه طول، عرض و ارتفاع جغرافیایی یک جسم، فرد یا مکان معین، امکان گردآوری اطلاعات مکانی و نیز حرکت آن موجودیت را فراهم کرده و زمینه عملیات اطلاعاتی و نظامی را فراهم می‌نماید. این فناوری که توسط شرکت نکست‌ناو[۱] توسعه داده شده است، امکان موقعیت‌یابی عمودی را با دقت مناسبی فراهم می‌کند. در واقع هدف از این فناوری، دسترسی به موقعیت جغرافیایی افراد در سطح طبقات یک ساختمان به منظور اجرای امور اضطراری است که با دقت سه متری، فراتر از استانداردهای موجود عمل کرده است.
  2. شبکه‌های پی‌ان‌تی زمینی: یکی از ابتکارات نوظهور در عرصه مکان‌یابی، استفاده از شبکه موقعیت‌یابی، ناوبری و زمان‌بندی زمینی است که به اختصار پی‌ان‌تی نام گرفته و مکمل فناوری جی‌پی‌اس قلمداد می‌شود. فناوری پی‌ان‌تی که همانند فناوری مکان‌یابی عمودی توسط شرکت نکست‌ناو توسعه یافته، از شبکه‌ای از ایستگاه‌های زمینی برای ارائه موقعیت و زمان‌بندی سه بعدی استفاده می‌کند. برخلاف فناوری جی‌پی‌اس که به سیگنال‌های ماهواره‌ای ضعیف متکی است، قدرت سیگنال تراپوینت پی‌ان‌تی صدهزار  برابر قوی‌تر است و قابلیت اطمینان را در محیط‌های محروم از جی‌پی‌اس تضمین می‌کند. این فناوری کاربردهای بسیاری در حوزه امنیت ملی، به ویژه حفاظت از زیرساخت‌های حیاتی و شبکه‌های انرژی خواهد داشت.
  3. ادغام با فناوری‌های 5G و شبکه‌های سلولی: تلفیق فناوری‌های ناوبری با فناوری 5G به مثابه یک پیشروی آینده‌نگرانه، زمینه دستیابی به دقت تک رقمی در موقعیت یابی سه بعدی را استفاده از زیرساخت 5G فراهم می‌کند. استفاده از سیگنال‌های LTE و 5G موجود، همانطور که در آزمایش‌های اخیر شرکت نکست‌ناو تایید شده، نشانگر چگونگی تقویت پی‌ان‌تی توسط شبکه‌های و کاهش اتکا به ماهواره‌ها است.
  4. تقویت و توسعه فناوری جی‌پی‌اس: یکی دیگر از زمینه‌های توسعه سیستم‌های ناوبری، ارتقای سازوکار جی‌پی‌اس به کمک ماهواره‌های ارتباطی جدید و نیز رویکردهای بهینه در ارسال، دریافت و پردازش سیگنا‌ل‌هاست که ضمن تقویت سه‌برابری دقت امواج و سیگنال‌ها، امکان جمینگ را به حداقل می‌رساند. این فناوری تحت نظارت نیروی هوایی آمریکا در حال توسعه است و می‌تواند چالش‌های مختلفی را برای جمهوری اسلامی ایران، در فرایندهای عملیاتی نظامی و اطلاعاتی ایجاد کند.

توصیه‌های سیاستی و فنی

به نظر می‌رسد که موسسات فناوری غربی در پوشش تقویت سیستم ناوبری با اهداف بشردوستانه همچون کمک به افراد در شرایط بحرانی، در حال افزایش دقت و اِشراف اطلاعاتی خود در زمینه داده‌های جغرافیایی و فضایی است که می‌تواند چالش‌های متنوعی را در حوزه حفاظت از اشخاص و اماکن به وجود آورد. بدین ترتیب، شایسته است که سیاستگذار امنیتی، با هدف حفاظت از اطلاعات حیاتی کشور و نیز ارتقای توانمندی‌های نظامی و اطلاعاتی، اقداماتی را در دستور کار قرار دهد:

  • طراحی سامانه‌های ناوبری با حداقل وابستگی به سیستم‌های جهانی ناوبری و موقعیت‌یابی
  • توسعه رویکردها و سازوکارهای پدافندی و ضداطلاعات با تمرکز بر ایجاد اختلال در سامانه‌های نوین رقبا در عرصه ناوبری
  • تجهیز پهپادها و ریزپرنده‌های اطلاعاتی و نظامی به سامانه‌های جدید ناوبری با هدف ارتقای اِشراف اطلاعاتی بر تحرکات و اقدامات رقبا در محیط امنیتی جمهوری اسلامی ایران