GNSS - Vulnerability & Mitigation

Najdete všechny využití GNSS?

Najeďte myší na objekty na obrázku níže a zjistěte, jak se GNSS využívá v každodenních aspektech našeho života.

Přesný a synchronizovaný čas z GNSS družic je nezbytný pro správu elektrických sítí. GNSS tedy zajišťuje hladkou distribuci elektrické energie po celé síti. Výpadek GNSS může vést k výpadkům elektrické energie.

GNSS je zásadní pro moderní zemědělství. GNSS umožňuje tzv. přesné zemědělství, které využívá pouze zlomek hnojiva, paliva a pracovní síly oproti zemědělství klasickému.

GNSS poskytuje přesnou navigaci pro nákladní dopravu, která se využívá pro správu vozového parku, sledování nákladu, optimalizace přepravy atd. GNSS se také využívá k výběru mýta. GNSS je také nezbytné pro bezpečný provoz autonomních vozidel.

GNSS umožňuje bezpečný průběh celého letu. Poloha letadel je okamžitě předávána řídícím, kteří mohou bezpečně a efektivně řídil dopravu. Rušení GNSS může v krajním případě zapříčinit leteckou i nehodu.

GNSS signály jsou využívány meteorology k lepší předpovědí počasí a sledování změn klimatu. Rozsáhlá meteorologická data poskytují například senzory na letadlech (tlak, směr větru a další).

V oblasti financí se využívá přesný čas z GNSS pro časová razítka na finančních transakcích a synchronizaci otevírání a zavírání celosvětových burzovních trhů. Časové synchronizace se využívá i v síti bankomatů a platebních terminálů.

GNSS hraje klíčovou roli v navigaci po řekách, na moři, kde by byl jiný druh navigace jen těžko dostupný. Na bázi GNSS fungují i sledovací systémy přepravních kontejnerů, dohlížející na jejich přepravu do cílové destinace.

Jednotky IZS – policie, hasiči a zdravotníci využívají GNSS k nalezení nejrychlejší cesty k místu zásahu, lokalizaci lidí v nouzi, udržování přehledu o aktuální poloze vozidel a jiným běžným i mimořádným činnostem.

Železniční systémy na celém světě využívají GNSS ke sledování pohybu lokomotiv, železničních vozů a vozidel údržby. V kombinaci s dalšími senzory a komunikačními systémy zvyšuje GNSS bezpečnost, kapacitu a efektivitu provozu na železnici.

GNSS nejenom umožňuje najít nejkratší cestu k cíli, ale i její optimalizaci vzhledem k provozu na základě polohy ostatních vozidel. GNSS je důležitou součástí senzorů pro autonomní vozidla a je klíčovou součástí inteligentních dopravních systémů.

V konceptu tzv. Smart cities GNSS pomáhá efektivní správě a plánování. Využití najdeme od optimalizace zimní údržby silnic, přes vyvážení odpadu a synchronizaci semaforů až po plánování dopravních omezení.

GNSS dalo vzniku odvětví „Location-Based-Services“ (LBS). LBS umožňuje cílenou reklamu v telefonech na základě polohy, lidem sledovat jejich fitness aktivity nebo sledování domácích mazlíčků či lidí s psychickým onemocněním.

Mobilní telefony využívají GNSS více způsoby, než si myslíte. Kromě zjištění polohy navigace a přesného času se GNSS používá k synchronizaci telekomunikačních sítí a předávání hovorů, čímž GNSS samotnou podstatu telefonních hovorů.

Zeměměřická komunita byla jednou z prvních, která začala využívat GNSS, což zvýšilo produktivitu a přineslo přesnější a spolehlivější mapové podklady.

V MHD GNSS slouží například k informování cestujících o zpoždění, sledování vozového parku, ale i monitoringu aktuální dopravní situace. Rušení GNSS může v krajních případech způsobit kolaps dopravního systému ve městě.

Úmyslné rušení signálů GNSS je v českém právním řádu klasifikováno jako přestupek a hrozí za něj pokuta až 100 000 Kč. Ovšem v případě, že tímto rušením dojde ke škodám na majetku nebo ohrožení zdraví lidí, může jít o trestný čin.

Všeobecné informace o GNSS signálech

Globální družicové navigační systémy (GNSS) je souhrnné označení pro jednotlivé navigační systémy (tzv. konstelace), které se používají pro určení polohy GNSS přijímačů téměř kdekoliv na zemském povrchu. Princip fungování je založen na přenosu rádiových vln mezi družicemi na oběžných drahách a přijímači těchto vln (signálů). Využitím znalosti rychlosti šíření signálů a rozdílu mezi časem vyslání signálu z družice a příjmem onoho stejného signálu na zemském povrchu, lze vypočítat vzdálenost mezi přijímačem a družicí, respektive kulovou plochu v jejímž středu se nachází daná družice a na jejímž povrchu se nachází daný přijímač. Poloha přijímače je následně určena jako průnik kulových ploch od vícero družic. Pro určení 3D polohy přijímače je nutné současně přijímat signály alespoň ze 4 různých družic. Kromě souřadnic XYZ je totiž důležité i zajištění reálného času, neboť přijímače nemají tak přesné vnitřní hodiny, jako družice na oběžné dráze.

GNSS systém jako celek je tvořen třemi různými segmenty - kosmickým, uživatelským a řídícím. Kosmický segment tvoří již zmíněné družice kontinuálně vysílající signály na specifických frekvencích. Uživatelský segment tvoří přijímače těchto signálů, které dokáží po jejich zpracování určit polohu přijímače. Řídící segment tvoří množství pozemních stanic různých typů, přičemž mezi hlavní úkoly řídícího segmentu patří monitorování signálů z družic, monitorování konstelace družic, sestavování navigačních zpráv nebo zajištění správného Obecně se signály GNSS dají využít ke třem vzájemně se doplňujícím účelům, jsou jimi:

Přesné určení polohy
Navigace
Přesné určení času a časová synchronizace

Souhrnně bývají tyto účely označovány jako PNT (Position, Navigation, Timing)
Jak bylo zmíněno v úvodu GNSS je souhrnné označení pro jednotlivé navigační systémy (konstelace). Těch v současnosti existuje hned několik. Jednotlivé konstelace se od sebe liší svými provozovately, jednotlivými službami, které nabízejí a dalšími technickými parametry.

Další zajímavé zdroje o GNSS a GNSS rušení