Američané Rusům vypnuli GPS, tvrdí fáma. Ve skutečnosti by to byl hloupý tah

Článek si také můžete poslechnout v audioverzi.

Seznam ekonomických i technologických sankcí, kterými svět reaguje na ruskou invazi na krajinu, se stále rozrůstá. Každá další firma či služba, která přestane být v Ruské federaci dostupná, se samozřejmě probírá na sociálních sítích. A to i když se jedná o neověřenou nebo rovnou nesmyslnou zvěst.

Tak tomu bylo s oblíbeným tweetem z 13. března, který nadšeně ohlašoval, že „USA vypnulo Rusku GPS“. A vyvozoval z toho, že „ruské rakety a naváděné bomby proto nic netrefí“.

Tato zpráva se o víkendu virálně šířila a nasbírala skoro devět tisíc „srdíček“. A to přesto, že na četné žádosti neuměl její autor své tvrzení nijak podložit: „Jestli je ta informace pravdivá, tak je tajná. Poslal jsem to dál, protože dává smysl.“

Není nijak překvapivé, že se během války šíří po internetu dezinformace, a na jejich dosahu se často podílejí i lidé, kteří si vůbec neuvědomují, že právě sdíleli neověřený nesmysl. I v klidnějších dobách má ostatně podle rozsáhlého výzkumu nepravdivá zpráva mnohem větší dosah než zpráva pravdivá. Může za to i její originalita: zatímco pravdivou zprávu už lidé obvykle někde mohli slyšet, nepravdivá je úplně unikátní.

Kromě pochopitelného volání po zdroji této informace najdeme v diskuzi i přehlídku klasických omylů. Globální navigační systém GPS je totiž pro řadu lidí sice běžnou součástí každodenního života, o principech jeho fungování ale obvykle nemusíme přemýšlet. Když to uděláme, zjistíme, že „vypnout někomu GPS“ je složitější, než se může zdát.

Lidé si někdy představují, že satelit GPS nás shora vidí, zaznamená naši polohu a pak nám nějak hlásí. Ve skutečnosti ale satelit o naší existenci vůbec neví. Vysílá si svůj signál a „je mu zcela jedno“, kdo jej přijímá.

Na rozdíl třeba od internetových služeb nebo sítě pro komunikaci mobilních telefonů je totiž GPS zcela pasivní systém. Co to znamená? Váš mobil (nebo jiné zařízení vybavené GPS) totiž pouze přijímá signály z navigačních satelitů, které obíhají kolem Země. Každý satelit má na palubě velmi přesné a sychronizované hodiny. A každý satelit vysílá svůj signál, včetně informace o přesném čase.

Mobilní telefon ve vaší ruce tyto informace od satelitů zpracovává a porovnává. Jakmile má k dispozici signál alespoň ze čtyř satelitů, může spočítat sérii rovnic se čtyřmi neznámými. Tři neznámé jsou vaše poloha v prostoru, souřadnice x, y a z. Čtvrtá neznámá je časové zpoždění vašich hodin od těch na palubě satelitů.

Uživatel samozřejmě obvykle nepotřebuje vědět, jak jeho telefon polohu spočítal. Ale přeci jen se mu hodí znát aspoň základní principy. Bude pak vědět, že GPS nepotřebuje ke svému fungování internet ani mobilní připojení. Bude vědět, že určení polohy pomocí GPS bude přesnější na místě, kde má výhled na větší část oblohy, protože pak bude polohu počítat z více satelitů.

Jak telefon ví, kde se který satelit zrovna nachází? „Družice vysílají svou přesnou polohu v navigační zprávě,“ popsal nám Pavel Kovář z katedry radioelektroniky Fakulty elektrotechnické ČVUT. Ale mobilní telefony mohou použít tzv. asistované GPS (A-GPS) k rychlejšímu určení polohy. „Telefon totiž nemusí čekat, až dostane informaci o poloze satelitu, může si stáhnout data pomocí mobilní sítě. Samotné GPS je ale zcela nezávislé na mobilním signálu.“

A už ze samotného pohledu na konstelaci satelitů GPS je zřejmé, že signál GPS nejde vypnout nějaké konkrétní zemi. Lidé v Praze používají v jednu chvíli ty samé satelity, jako lidé na Ukrajině nebo v Británii. Vypnout GPS jen na nějakém přesně ohraničeném území vypnutím vybraných satelitů je tedy nemožné. A samotné satelity vůbec nemají přehled, kdo a kde jejich signál využívá.

Představa o vypnutí GPS ze strany americké vlády má ovšem reálné základy. Systém GPS byl v 70. letech 20. století navržen především pro potřeby amerických bojových jednotek. Teprve v roce 1996 jej americký prezident Bill Clinton otevřel i k civilnímu využití jako tzv. duální systém s civilním a vojenským kanálem.

Až do roku 2000 byl civilní kanál zatížený náhodnou chybou (tzv. Selective Availability), takže běžní uživatelé neměli přístup k maximální přesnosti. Jak ukazuje diagram níže, indikovaná poloha kolísala asi 50 metrů všemi směry. Pokud ale uživatel zůstal na místě, přístroj mohl svůj odhad průměrováním postupně zpřesňovat.

Po vypnutí této chyby v civilním kanálu GPS signálu je i běžným uživatelům dostupná stejná přesnost. Do roku 2015 byla obvyklá horizontální přesnost GPS přibližně 3,5 metru, pomocí různých metod dopočtů a zpřesňování ji lze zvýšit až na 20 až 30 cm. To se ale netýká běžného provozu.

Vraťme se tedy k té fámě o tom, že USA vypne Rusům GPS. Nemohly by tedy Spojené státy vypnout ten civilní kanál, respektive do něj opět vložit nějakou chybu, jako tomu bylo před rokem 2000? Teoreticky by to možné bylo. Ale byl by to krok krátkodobě zbytečný a dlouhodobě hloupý. Systém GPS by se tím úplně zbytečně zdiskreditoval.

Americké GPS totiž není jediný globální navigační systém. Krátce po USA začal svoje navigační satelity do vesmíru posílat i Sovětský svaz. Ruský GLONASS je jenom o trochu méně přesný než GPS, v principu oba fungují velmi podobně. Později své systémy představila i Čína a EU.

Moderní zařízení dnes málokdy závisejí jen na jednom ze systémů. Jejich kombinací totiž dosáhnou vyšší přesnosti než využíváním jen jednoho z nich. A jak už jsme zmínili, protože je příjem pasivní, tak je pro uživatele využití bezplatné.

Namísto jen třeba pěti nebo osmi satelitů tak najednou má váš telefon možnost přijímat signály hned z dvaceti satelitů. Což samozřejmě významně zvyšuje přesnost. Připočtěme k tomu ještě lokální navigační systémy, konkrétně japonský QZSS nebo doplňkový EGNOS, a v jeden okamžik váš telefon může počítat polohu na základě desítek satelitů z mnoha různých systémů.

Je jasné, že vypnutí jednoho ze systémů by mělo zanedbatelné dopady na navigaci, ale velké reputační dopady právě pro vládu USA, provozovatele GPS. Vypnutí satelitů nebo nějaké znepřesnění či „vnášení chyby“ by nepřineslo prakticky žádné škody protivníkovi (resp. v tomto případě Rusku).

Přestože vypnutí GPS evidentně nepřipadá v úvahu, je tady jiná možnost, která se naopak využívá často: rušení signálu. Signály z navigačních satelitů jsou relativně slabé. „Lokálně se tyto signály dají celkem úspěšně rušit,“ připomíná Kovář. Rušička má ale poměrně malý dosah, takže opět nejde o nějaké vypínání.

Rušičky signálu (tzv. jammery) jsou mimochodem v Česku i v USA nelegální, a to jak jejich použití, tak jejich prodej. Pouze policie může tyto nástroje za jistých okolností legálně využít.

Vojenské rušičky jsou oproti tomu výrazně větší a výkonnější. Třeba ruská mobilní rušička Krasucha 2 by měla být schopna rušit elektronické signály na vzdálenost až 250 kilometrů. Jsou zdokumentovány mnohé případy ruského rušení navigačních signálů, třeba během cvičení NATO v roce 2018. „Proč by to také nedělali,“ okomentovala to tehdy Dana Gowardová, šéfka organizace RNTF, která se zabývá dostupností satelitní navigace. „Rusko se nemusí rušení satelitní navigace moc obávat a může na něm naopak jen získat.“

Dodává, že ruská civilní i vojenská infrastruktura využívá na vlastním území robustní pozemní systém Loran, který místo satelitů využívá pozemní stanice.

Také v průběhu aktuální invaze na Ukrajinu možná Rusko využívá rušičky. Finská letecká společnost Finnair zaznamenala neobvyklé rušení navigačních signálů nad Kaliningradem. Odborníci varují, že Rusko by mohlo také za jistých okolností podvrhávat signál (tzv. spoofing), což opět funguje především lokálně. Organizace pro evropskou bezpečnost a spolupráci už v roce 2019 popsala působení ruských rušiček na separatistických územích východní Ukrajiny.

Právě před těmito útoky by měla být odolná již zmíněná vojenská část GPS. „Vojenské signály GPS jsou podstatně odolnější proti rušení než ty civilní. Je tam třeba delší dálkoměrný kód, který je utajený a lépe se s ním pracuje,“ vysvětluje Kovář. „Ony i ty civilní signály se postupně modernizují. Čím je signál modernější, tím větší výpočetní výkon je potřeba na jeho zpracování.“ V 80. letech byl ostatně výpočetní výkon naprosto mizivý oproti dnešním mobilním telefonům.

Rusko zřejmě pro svou navigaci na Ukrajině využívá převážně vlastní pozemní systémy Čajka a Škorpión, které jsou založeny na signálech z pozemních stanic, nikoli satelitů. „Ruská vojenská doktrína předpokládá, že signály z vesmíru, včetně jejího vlastního systému GLONASS a dalších globálních navigačních družic, nebudou po zahájení bitvy k dispozici,“ uvádí Tracy Cozzensová, publicistka specializující se na navigační systémy. Podle ní budou tedy Rusové spoléhat na Čajku, svou síť pozemních navigačních vysílačů.

„Tři z ruských stanic Čajka/Loran již obklopily Ukrajinu,“ vysvětlil generální ředitel společnosti UrsaNav Charles Schue s odkazem na mapu, kterou poskytl serveru GPSworld. „To dává ideální pokrytí signálem na většině Ukrajiny a umožní navigaci s přesností 20 až 50 metrů.“ Samozřejmě za předpokladu, že je daná jednotka či vozidlo vybaveno odpovídajícím přijímačem.

Vypnutí GPS zní tedy na první pohled jako zajímavý nápad. Jakmile ale víme více o tom, jak navigační systémy fungují, ztrácí zvěst o vypnutí GPS na své důvěryhodnosti. Selektivní vypnutí GPS jen pro Rusko není možné, a i kdyby bylo, nezpůsobilo by to takové škody, jaké si asi šiřitel zprávy představoval.