Велика Британія лідирує на Заході у сфері PNT завдяки годинникам, eLoran і квантовим дослідженням, пише видання GPS World.
Заявляючи про необхідність «якнайшвидшого впровадження операційно стійкої системи позиціонування, навігації та часу (PNT) для Великої Британії», Міністр науки Великої Британії лорд Патрік Валланс 20 листопада 2024 року під час відкриття семінару UK PNT Leadership, організованого Королівським інститутом навігації, анонсував низку важливих ініціатив.
Зокрема, було оголошено про збільшення фінансування проєкту Національного центру часу (NTC) у Національній фізичній лабораторії (NPL) з 30 мільйонів фунтів стерлінгів (38 мільйонів доларів) до 62,7 мільйонів фунтів (79 мільйонів доларів). Також заплановано, що NTC та перша з нових веж eLoran досягнуть початкової операційної готовності (IOC) до січня 2027 року.
Усі плани, що виходять за межі наступного року, залишаються «під загрозою бюджетної перевірки», яка визначатиме подальше фінансування.
Попри це, учасники семінару з задоволенням відзначили підтримку міністром оприлюдненої у 2023 році попередньою адміністрацією комплексної 10-бальної політики PNT і його намір втілити її в життя через практичні системи.
Крім того, докторка Шабана Хак, керівниця Національного офісу PNT Великої Британії, розповіла про вже здійснені заходи уряду та перспективи розвитку, а також детально розкрила плани у сфері квантових технологій і інтеграції всіх можливостей у єдину архітектуру.
Годинники
Велика Британія визнає час і синхронізацію як найважливіші основи для функціонування PNT. Програма науково-дослідних робіт у NTC, що діє під управлінням National Physical Laboratory і стартувала у 2019 році, ставить за мету створення «…надійної національної часової інфраструктури Великої Британії через побудову та зв’язок нової мережі атомних годинників, розподілених у безпечних географічних точках».
Через п’ять років ця програма завершується, і вже готують плани наступного етапу розвитку NTC, який охоплюватиме формування національної часової інфраструктури й підтримку нової екосистеми часу. У її склад увійдуть двонаправлені супутникові часові трансфери (TWSTT), система eLoran та спадкова радіослужба часу MSF. Промисловість матиме важливу роль у створенні архітектури розповсюдження часу й наданні додаткових сервісів, одночасно маючи доступ до стійкої та автентифікованої часової інфраструктури державного рівня.
Завдяки роботі NTC наразі промисловість і наукові установи можуть отримувати трасовані сигнали часу й частоти з трьох вузлів NPL, розташованих по всій Великій Британії: у Стратклайдському університеті в Шотландії, Кренфілдському університеті в Мідлендзі та Саррейському університеті на півдні країни.
eLoran
Системі eLoran відведено чільне місце в планах Великої Британії щодо розвитку PNT. До кінця 2015 року країна експлуатувала Loran-C у складі Північноєвропейської мережі. У останній рік роботи мережі вздовж східного узбережжя Британії були встановлені диференціальні станції, а для морських операцій, що базувалися на eLoran, було отримано офіційний дозвіл.
Однак 1 січня 2015 року, попри протест Великої Британії, інші північноєвропейські країни припинили мовлення Loran на користь Galileo. Натомість Британія продовжила роботу єдиного передавача eLoran у ролі національного джерела часових сигналів. У найближчі два роки планується встановлення додаткових передавачів, що забезпечать навігаційне покриття системою eLoran по всій території країни та суміжних водах.
Уряд Великої Британії активно співпрацює з низкою партнерів для розвитку та впровадження системи eLoran. Керівниця Національного офісу PNT, Шабана Хак, відзначила зусилля в рамках програми NAVISP Європейського космічного агентства, яка сприяла створенню британською компанією Roke антени для прийому eLoran на портативних пристроях.
Вона також розповіла про інтеграцію годинникової системи Національного центру часу (NTC) та волоконно-оптичної мережі з сигналами eLoran, а також про розробку приймачів, здатних працювати одночасно з GNSS та eLoran.
Особливий інтерес учасників викликав «Звіт про ефективність eLoran», який уряд замовив у дослідницько-розробного підрозділу General Lighthouse Authority (GRAD). Експерти GRAD мають значний досвід роботи з цією технологією, адже вони здійснювали експлуатацію та оцінювання диференціальної системи eLoran вздовж східного узбережжя Великої Британії.
У вересні 2024 року Міністерство оборони Великої Британії випустило запит на інформацію (RFI) щодо мобільної системи eLoran, що стало важливим сигналом державної підтримки цієї технології. Вказано, що RFI є підґрунтям для майбутніх закупівель.
Квантові дослідження
Велика Британія інвестувала понад 1 мільярд фунтів стерлінгів (понад 1,3 мільярда доларів) у розвиток квантових технологій, які потенційно можуть значно покращити PNT завдяки вдосконаленому обліку часу, а також інерційним і гравіметричним сенсорам.
Одна з цілей програми квантових досліджень — розробити нові системи навігації і синхронізації, які забезпечать стійкість і підвищену точність у випадку відмови супутникових систем. Планується, що квантові навігаційні системи зі спеціальними годинниками будуть впроваджені на літаках уже до 2030 року.
Програма стартувала у 2014 році, а з 2024 року отримала новий імпульс — відкрито п’ять квантових хабів по всій країні. Хаб у Глазго зосереджений на стійких системах PNT для національної безпеки та критичної інфраструктури.
Політика та координація
Під час виступів міністр Валланс і Шабана Хак звернули увагу на дві важливі теми поза технологічним контекстом.
По-перше, офіс PNT у Великій Британії повністю фінансується, укомплектований кадрами та активно працює. Ця структура була створена минулого року як міжвідомча ініціатива із залученням Міністерства оборони. Окрім просування національних програм PNT, офіс підтримує тісні зв’язки з урядами США, Канади, Австралії, Нової Зеландії, країн Європи, Японії та Кореї.
По-друге, хоч ініціативи PNT є критично важливими для безпеки і стійкості країни, вони також створюють значні економічні можливості. Окрім забезпечення безперебійної роботи британської економіки під час локальних чи масштабних перебоїв у GNSS, розвиток власного стійкого стеку технологій та відповідних політик зробить PNT-пристрої і сервіси привабливими на світовому ринку.
Незалежна суверенна система PNT, що може працювати як автономно, так і спільно з GNSS, дедалі більше цікавить багато країн. Можливість отримати таку систему від надійного і поважаного партнера, як Велика Британія, зробить її придбання і впровадження простішими для інших.
Міністр науки також високо оцінив внесок Королівського інституту навігації (RIN) у поширення знань про PNT, особливо випуск серії інструментів, які допомагають просто і доступно пояснити важливість стійкості PNT поза фаховою спільнотою. Ці інструменти також спрямовані на оцінку готовності організацій до перебоїв GNSS.
Інструменти, доступні на Порталі стійкого PNT RIN, включають:
- Вступний посібник, що пояснює ризики надмірної залежності від GNSS і надає посилання на корисні ресурси.
- Документ з рекомендаціями у форматі «Підготуватися – Діяти – Відновити» для реагування на порушення PNT.
- Контрольний список для самостійної оцінки рівня ризику організаціями через можливі перебої GNSS.
RIN рекомендує експертам з PNT використовувати ці матеріали у спілкуванні з клієнтами, постачальниками і партнерами, виконуючи роль «наставника».
Це вважається «релізом першої фази». Представники організації хочуть знати, що працює добре, що потребує покращень і які ще інструменти варто розробити.
Як “наукове товариство,” RIN має помітний вплив на урядову політику, що було відзначено Лордом Валлансом: «Королівський інститут відіграє ключову роль у висвітленні ризиків і можливостей PNT, наданні експертизи та співпраці з урядом над рішеннями».
Під час семінару за вагомий внесок у розвиток стійких систем PNT були відзначені директор RIN Джон Поттл та наукові співробітники Рамзі Фарагер, Гай Бюснель і Енді Проктор.
Велика Британія — лідер Заходу
Поки Китай завершує створення національної системи годинників із інтеграцією eLoran та космічних сигналів, а Південна Корея рухається у тому самому напрямку, Велика Британія наразі є єдиною західною країною, що активно створює цілісну і стійку національну архітектуру PNT, побудовану за системним підходом.
Деякі держави зосереджені на розвитку волоконно-часових мереж, в Європі формуються основи для синхронізаційної мережі, а США мають у роботі три передавачі eLoran. Однак ніхто з них не оголошував настільки інтегровані та комплексні плани, як Велика Британія.
Один з британських експертів у сфері технологій і політики PNT пояснив, що така перевага пов’язана з тим, що Велика Британія «не зв’язана створенням власної GNSS». За його словами, супутникові навігаційні системи вимагають величезних вкладень часу, ресурсів і грошей, а також створюють емоційні і фінансові зобов’язання, що ускладнює усвідомлення їхніх обмежень і вразливостей та необхідності розбудови додаткових систем. І чиновники, і лобісти GNSS-індустрії можуть чинити опір таким ініціативам.
Щодо інвестицій уряду у компанію OneNav, він вважає, що Велика Британія все ж може на майбутнє звернутися і до космічних рішень. Проте, на його думку, замість створення власної космічної системи, скоріше за все, уряд віддасть перевагу комерційним сервісам на підписці.
«Ми користуватимемось GNSS тоді, коли зможемо йому довіряти і, можливо, платитимемо за інші космічні сигнали, — зазначив він. — Але для Великої Британії пріоритетом є суверенна платформа, а майбутнє стійкого PNT — за наземними системами».