Uzależnieni od GPS

Pewien kierowca z Doncaster tak bardzo zaufał swojemu urządzeniu GPS, że zatrzymał się dopiero na siatce, która zabezpieczała granicę wysokiego na ponad 100 stóp klifu w Todmorden. - To był koszmar - mówił po zdarzeniu nieostrożny kierowca, którego samochód „ratowano” przez dziewięć godzin.

Pechowiec nazywał się Robert Jones. Na co dzień wykonuje zawód kierowcy. Gdy dziennikarz Halifax Evening Courier zapytał go, jak doszło do zdarzenia, odpowiedział: „Urządzenie cały czas mówiło, że polna dróżka to droga, nawet kiedy stawała się coraz węższa i bardziej stroma, więc po prostu mu zaufałem”.

Przypadek 42-letniego Jonesa był wyjątkowo spektakularny. Mężczyzna stanął przed sądem i odpowiedział za nieostrożną jazdę, a złośliwi komentowali, że być może zrobiłby lepiej, gdyby bardziej niż GPS-owi ufał własnym oczom. Mieli oczywiście wiele racji, jednak jest przecież tak, że podobne - choć na ogół mniej dramatyczne - historie może bez trudu przytoczyć każdy kierowca, który regularnie korzysta z systemów nawigacji.
Niemal każdy przynajmniej raz został zaprowadzony na złą ulicę, przeprowadzony przez polną drogę, gdy chciał jechać autostradą lub skręcając zgodnie z „radą” nawigacji nadłożył wiele kilometrów drogi. Wszystko z powodu nadmiernej wiary w nieomylność GPS-u. Okazuje się, że zaufanie do nawigacji to błąd nie tylko kierowców, ale także całej gospodarki. Urządzenia wykorzystujące nawigację satelitarną znajdują dziś swoje zastosowanie w zaskakująco wielu jej sektorach (np. liniach lotniczych), a problemy kierowców, to jedynie zaczerpnięty z codziennego życia przykład ich zawodności.

Naukowcy z The Royal Academy of Engineering postanowili sprawdzić, jak bardzo Wielka Brytania jest uzależniona od GPS-u oraz jakie zagrożenia się z tym wiążą. Zadanie wykonali częściowo. Określili potencjalne przyczyny awarii całego systemu lub jego części, jednak nie byli w stanie dokładnie określić skutków, jakie mogłaby ona spowodować. Nie mogli, ponieważ okazało się, że GPS jest dziś - w mniejszym lub mniejszym stopniu - wykorzystywany niemal wszędzie, a jedynie niewielu zdaje sobie z tego sprawę.

800 mld euro

- Komisja Europejska szacuje, że w krajach Zachodu 6-7 proc. PKB, czyli ok. 800 miliardów euro w samej Unii Europejskiej, już dziś zależy od działania systemów nawigacji satelitarnej - napisał dr Martyn Thomas, który nadzorował prace RAE. To co ustalił jego zespół nie nastraja optymistycznie. - Doszliśmy do wniosków, że UK jest obecnie niebezpiecznie uzależnione od systemów GPS, jako jedynego źródła danych o pozycji, nawigacji oraz „timingu” - mówił w rozmowie z BBC. Jednocześnie jeden z jego współpracowników prof. Jim Norton zwracał uwagę, że ludzie nie zdają sobie sprawy z ogromnego znaczenia oraz wykorzystania systemów tego rodzaju w brytyjskiej gospodarce. Ufają im „w ciemno”.

Lista ich zastosowań jest rzeczywiście długa. Oprócz transportu drogowego, lotniczego i kolejowego z GPS korzystają między innymi także: rolnicy, rybacy, firmy telekomunikacyjne, policja, służby medyczne i ratownicze, opieka społeczna, geodeci, biolodzy i... energetycy. To oczywiście jedynie część z liczącej wiele stron listy zastosowań, do których wkrótce w Wielkiej Brytanii może dołączyć też pobieranie opłat za użytkowanie dróg lub wjazd do wydzielonych stref miast. Problemem jest także wzajemna zależność różnych dziedzin gospodarki. Jeżeli z GPS korzysta jedna, a inna jest od niej zależna, to potencjalna awaria zagrozi pracy obydwu.

We wspomnianych dziedzinach GPS jest używany przede wszystkim do synchronizacji działań, jako pomoc w tworzeniu map lub - tak jak w samochodach - do określania pozycji. Przykładem może być np. lepsze wykorzystanie sieci komputerowych, na które pozwala dokładne „zgranie” zegarów. Marynarka korzysta z tych systemów, by zarządzać ruchem na uczęszczanych szlakach wodnych lub w portach. Przewiduje się, że w ciągu najbliższych 10 lat nawigacja pomoże także kierować ruchem pociągów oraz dostarczać pasażerom precyzyjnych informacji nt. aktualnych rozkładów jazdy.

Autorzy raportu „GNSS: reliance and vulnerabilities” zwracają uwagę, że ze względu na skalę wzajemnych zależności, nie da się opisać wszystkich sfer, w których ludzie polegają dziś na nawigacji.

Wiadomo natomiast, że chodzi co najmniej o kilka procent PKB. Być może nawet więcej. Wiadomo także, że to uzależnienie ma jeszcze wzrastać w miarę, jak amerykański GPS będzie uzupełniany o rozwijany rosyjski GLONASS, europejskie GALILEO oraz chiński COMPASS. Stosunkowo niewielkie koszty korzystania oraz jego ogromna użyteczność będzie skłaniać kolejne przedsiębiorstwa i sektory gospodarki do wdrażania rozwiązań opartych o nawigację satelitarną.

Wyrzucili mapę

Jednak nie to - zdaniem autorów raportu RAE - jest problemem. Chodzi raczej o nadmierne zaufanie do tych systemów i zapominanie o konieczności posiadania alternatywy dla wciąż nieco chimerycznych urządzeń. - Na poziomie codzienności świetnym przykładem jest to, że miliony z nas poruszają się po UK dzięki prowadzeniu przez systemy GPS i coraz rzadziej mamy przy sobie zabezpieczenie w postaci mapy, a jeżeli nawet tak to zwykle jest ona bardzo stara i być może nieaktualna - napisano w „GNSS”.

Tymczasem system GPS może ulec awarii z wielu względów. Wśród najbardziej prawdopodobnych wymieniono awarie satelitów, „wgranie” do nich błędnych danych (co w ograniczonej skali wydarzyło się już kilkukrotnie) lub coraz łatwiejsze do przeprowadzenia celowe zakłócanie lub „okłamywanie” systemów. Niekiedy zdarza się, że dane wysyłane do odbiorników są błędne lub same odbiorniki przetwarzają je w nieprawidłowy sposób. Pomijając „jamming”, o którym napiszę więcej nieco dalej, zdaniem autorów GNSS sytuacja, w której nagle przestaje działać GPS - np. z powodu wzmożonej aktywności słońca i uszkodzenia satelitów - jest mało prawdopodobna, ale możliwa.

- Nikt nie wie, jaki jest realny zasięg usług, które są zależne od GNSS lub skomplikowanych sposób ich interakcji z innymi systemami, więc nikt nie może wiarygodnie przewidzieć konsekwencji poważnych zakłóceń jego sygnału - napisano. Jednocześnie autorzy raportu nieco alarmistycznie przewidują, że w takim wypadku wszystko co zależy od skutecznego działania systemów nawigacyjnych, mogłoby po prostu stanąć. Jest tak choćby dlatego, że procedury awaryjne - o ile w ogóle są - na ogół nie były testowane lub nie są aktualizowane.

Zresztą nie musi dojść od razu do całkowitej awarii systemu. W wypadku precyzyjnych urządzeń wykorzystywanych np. do tankowania w powietrzu wystarczy ograniczenie jakości sygnału, a fachowcy przewidują, że poważnym problemem mogłoby być np. zmniejszenie liczby satelitów spowodowane trudnościami finansowymi. To znacznie ograniczyłoby precyzję działania odbiorników i wywołało problemy z dokładnym ustalaniem pozycji. Warto podkreślić, że taki scenariusz nie jest wzięty z kapelusza. Amerykański General Accounting Office już dwa lata temu ostrzegał, że kryzys finansowy może uniemożliwić utrzymanie GPS na dotychczasowym poziomie.

Problemy wynikające z awarii pojedynczych satelitów dawały już o sobie znać. W jednym z takich wypadków - problem dotyczył zegara - zanim zorientowano się, że urządzenie działa wadliwie i wyłączono je, błąd w określeniu pozycji przez odbiorniki na ziemi wynosił... 300 km. Zdarza się także, że wadliwie działające urządzenia elektryczne na ziemi zakłócają pracę GPS. Np. na Isle of Man jedna ze źle zainstalowanych kamer przemysłowych uniemożliwiała korzystanie z nawigacji w promieniu kilometra.

Spokój za 20 funtów

Te zakłócenia były wynikiem przypadku. Zespół Thomasa podkreślił jednak także, że podobny mechanizm może być wykorzystywany celowo. Jako najbardziej spektakularny przykład podał możliwość ataku hakerów na cały system. I choć uznał go za bardzo mało prawdopodobny, to jednocześnie wskazał na rosnące zagrożenie dla działania odbiorników GPS, którym w lokalnej skali mają być „jammerzy” korzystający z tanich i ogólnodostępnych urządzeń do zakłócania sygnału.

Rzeczywiście tego rodzaju sprzęt - mimo, że handel nim jest nielegalny w całej Unii Europejskiej - można bez trudu kupić w Internecie za ok. 20 funtów. Na ogół jest on używany przez pracowników, którzy w ramach obowiązków służbowych poruszają się samochodami, a ich pozycja jest monitorowana przez pracodawcę. Dzięki włączeniu „jammera” - który mieści się w kieszeni lub zastępuje samochodową popielniczkę - ustalenie pozycji wyposażonego w GPS samochodu jest niemożliwe. Podobne - choć nieco droższe - gadżety pozwalają też okłamać system i pokazać mu inną pozycję niż ta, w której się znajdujemy.

Już wkrótce, jeżeli zostaną zrealizowane zapowiedzi o wykorzystaniu satelitów do ustalania opłat za poruszanie się po drogach, mogą one także posłużyć do ich unikania. Nie będzie bowiem można ustalić, czy rzeczywiście skorzystaliśmy z płatnej autostrady lub wjechaliśmy do strefy objętej „congestion charge”.

Dostępność „jammerów” oraz uzależnienie wielu sfer gospodarczej aktywności od działania GPS powoduje, że ryzyko ich wykorzystania w znacznie bardziej szkodliwych celach, jest całkiem spore i będzie rosło. Dobrze zaplanowany atak na odbiorniki nawigacji satelitarnej może bowiem - zdaniem ekspertów RAE - spowodować znaczne szkody.

Więcej „wielkiego brata”

Dotychczas udało się uniknąć poważniejszych trudności związanych z tego rodzaju awariami, jednak rosnące uzależnienie ludzi od działania różnych form GPS-ów, może w przyszłości spowodować duże problemy. - Nie mówimy, że niebo spadnie nam na głowy. Nie mówimy także, że katastrofa czeka tuż za rogiem. Mówimy, że wzajemna zależność systemów jest coraz większa, a ludzie myślą, że one się wzajemnie zabezpieczają. A jeżeli kilka z takich systemów przestanie działać jednocześnie, to straty finansowe będą duże. Można też sobie wyobrazić, że ktoś straci życie. Tego wszystkiego można uniknąć - mówił Thomas dla BBC.

Dlatego autorzy raportu RAE postulują kilka rozwiązań, które miałyby zabezpieczyć brytyjską gospodarkę przed stratami. Pierwszym z nich jest dokładna ocena jej zależności od systemów nawigacyjnych oraz wymuszenie na przedsiębiorstwach prowadzenia obowiązkowej oceny ryzyka oraz wpływu, jaki na ich pracę miałaby taka awaria. Chcą, by po prostu brano pod uwagę możliwość, że GPS nagle przestanie działać. Podsunęli też pomysł, by wykorzystać „jammery” do sprawdzenia efektów takiej awarii i gotowości na poradzenie sobie z jej skutkami.

Dopóki nic takiego się nie stanie, my oczywiście nie odczujemy zbyt mocno rosnącej roli GPS. To jeden z kilku systemów, który wywiera spory wpływ na nasze życie, a z działania którego nie zdajemy sobie sprawy. W najbliższym czasie dotknie nas prawdopodobnie przede wszystkim wprowadzenie opartego o niego systemu poboru opłat za drogi oraz - tych pracujących „za kółkiem” - większa możliwość bycia kontrolowanym przez szefa, który na bieżąco może sprawdzać ich pozycję. Ryzyko, że „wielki brat” na nas patrzy będzie coraz większe.

Na poziomie życia codziennego odczujemy też coraz lepszą precyzję działania urządzeń. Mamy to zawdzięczać przede wszystkim uruchomieniu systemu GALILEO. Jednak mimo to - pamiętając o zagrożeniach i ryzyku awarii - warto nie wyrzucać mapy. A w sytuacji, gdy miły głos płynący z samochodowego urządzenia kieruje nas w sam środek lasu lub każe wjechać na autostradę pod prąd, warto przypomnieć sobie historię Roberta Jonesa i jego zawieszonego 30 metrów nad ziemią BMW.

Bądźmy świadomi, że GPS popełnia błędy i mimo, że jest coraz lepszy i dokładniejszy, to i tak w każdej chwili może nas zawieść.