Αναμεταδότης χωρίς GPS
Παλαιότερα αεροσκάφη, ορισμένα στρατιωτικά και αεροσκάφη που περνούν από περιοχές όπου το GPS δέχεται παρεμβολές δεν στέλνουν θέση ή στέλνουν ανοησίες. Ο αναμεταδότης τους όμως εξακολουθεί να απαντά. Τα επίγεια ραντάρ ρωτούν συνεχώς κάθε αεροσκάφος για την ταυτότητα και το ύψος του, ο αναμεταδότης απαντά κάθε φορά, και κάθε απάντηση την ακούν όλοι οι σταθμοί τριγύρω, όχι μόνο το ραντάρ που ρώτησε.
Αυτό αρκεί για να υπολογιστεί πού βρίσκεται το αεροσκάφος. Η μέθοδος λέγεται πολυπλευρισμός, εν συντομία MLAT, και ο έλεγχος εναέριας κυκλοφορίας τη χρησιμοποιεί εδώ και δεκαετίες: στα μεγάλα αεροδρόμια παρακολουθεί αεροσκάφη που τροχοδρομούν ανάμεσα σε κτίρια, όπου το ραντάρ βλέπει άσχημα, και στις ορεινές κοιλάδες αντικαθιστά ραντάρ που δεν βλέπουν πέρα από τις κορυφογραμμές.
Από μια διαφορά χρόνου σε μια θέση
Ένα ραδιοσήμα ταξιδεύει με την ταχύτητα του φωτός, περίπου 300 μέτρα σε ένα εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου. Αν μια απάντηση φτάσει στον σταθμό Α τρία εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου πριν από τον σταθμό Β, το αεροσκάφος είναι περίπου 900 μέτρα πιο κοντά στον Α απ’ ό,τι στον Β.
Αυτό από μόνο του δεν λέει πού βρίσκεται. Όλα τα σημεία με ακριβώς αυτή τη διαφορά σχηματίζουν μια καμπύλη στον χάρτη. Ένα δεύτερο ζεύγος σταθμών δίνει μια δεύτερη καμπύλη, και το αεροσκάφος βρίσκεται εκεί όπου τέμνονται. Το ύψος δεν χρειάζεται να υπολογιστεί: το αεροσκάφος το αναφέρει στην ίδια του την απάντηση. Ένας τέταρτος σταθμός παραμένει ο καλύτερος τρόπος για να εντοπιστεί μια λανθασμένη τομή.
Το δύσκολο κομμάτι είναι τα ρολόγια. Ένας σταθμός σε ένα μπαλκόνι δεν έχει ατομικό ρολόι, και τα ρολόγια δύο σταθμών που απέχουν χιλιόμετρα απομακρύνονται συνεχώς το ένα από το άλλο. Η λύση πετά από πάνω μας. Κάθε αεροσκάφος που αναφέρει τη δική του θέση είναι ένα κινούμενο σημείο αναφοράς: ξέρουμε πού βρισκόταν και πότε το άκουσε κάθε σταθμός, άρα ξέρουμε πόσο απέχουν εκείνη τη στιγμή τα ρολόγια των σταθμών. Τα σιωπηλά αεροσκάφη μετριούνται έπειτα με βάση τα ομιλητικά.
Γιατί το δίκτυο μετράει περισσότερο από τα μαθηματικά
Ένα εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου είναι 300 μέτρα, οπότε τα ρολόγια των σταθμών πρέπει να συμφωνούν με ακρίβεια εκατομμυριοστών του δευτερολέπτου, αλλιώς το σφάλμα στον χρόνο μετατρέπεται κατευθείαν σε σφάλμα θέσης. Και οι θέσεις των κεραιών πρέπει να είναι ακριβείς.
Η γεωμετρία μετράει εξίσου. Όταν οι σταθμοί βρίσκονται σε μια σειρά, οι καμπύλες τέμνονται υπό μικρή γωνία και ένα ελάχιστο σφάλμα μετακινεί την τομή κατά χιλιόμετρα. Σταθμοί που περικυκλώνουν το αεροσκάφος δίνουν καθαρή τομή. Έτσι, όπου το MLAT δεν λειτουργεί, ο λόγος είναι συνήθως απλός: πολύ λίγοι δέκτες κοντά. Το πρωί της 1ης Οκτωβρίου, 59 από τους 158 σταθμούς που συμμετείχαν δεν είχαν ακόμη γείτονα που να ακούει το ίδιο αεροσκάφος.
Γι’ αυτό η σελίδα του δικτύου σταθμών δείχνει πού θα αρκούσαν οι σημερινοί σταθμοί και δίνει δύο διαφορετικά είδη συμβουλών: είτε λείπουν περισσότεροι σταθμοί είτε υπάρχουν αρκετοί και λείπει ένας στην απέναντι πλευρά.
Σκεφτήκαμε και τα τυπογραφικά λάθη των κατόχων. Ένας σταθμός του οποίου η θέση κεραίας δεν ταιριάζει με το πού βρίσκεται πραγματικά θα τραβούσε στραβά κάθε τομή στην οποία συμμετέχει. Αφήνεται εκτός υπολογισμού, ο κάτοχός του λαμβάνει email αν έχει λογαριασμό σε εμάς, και παραμένει συνδεδεμένος, ώστε να καταλάβουμε τη στιγμή που διορθώνεται η θέση και να τον ξαναβάλουμε μέσα.
Μια καθαρή γραμμή μέσα από τις παρεμβολές
Η πιλοτική λειτουργία ξεκίνησε στις 7 Σεπτεμβρίου και η τακτική στις 14 Σεπτεμβρίου. Στην τροχιά μιας πτήσης, οι υπολογισμένες θέσεις σχεδιάζονται ως κούφιες χάντρες, ώστε να ξεχωρίζετε πάντα τι ανέφερε το ίδιο το αεροσκάφος από ό,τι υπολογίσαμε εμείς.
Στις 13 Σεπτεμβρίου ένα Airbus πάνω από την Ουγγαρία ανέφερε μια θέση που μέσα σε πέντε λεπτά πήδηξε σχεδόν τετρακόσια χιλιόμετρα μέσα στη Ρουμανία και πίσω. Στα ίδια λεπτά, πάνω από ενενήντα θέσεις από τους σταθμούς μας σχημάτισαν μια συνεχή γραμμή με κανονική ταχύτητα πλεύσης. Στον χάρτη, σε μια τέτοια στιγμή, κερδίζει η γραμμή. Το αεροσκάφος μάλιστα βοηθά: δηλώνει πότε δεν εμπιστεύεται τη δική του θέση, και αν οι σταθμοί μας έχουν εκείνη τη στιγμή πρόσφατο προσδιορισμό, ο χάρτης πιστεύει τους σταθμούς.
Με την ίδια προσοχή αντιμετωπίζεται και η ταχύτητα: για λίγο αφότου ένα υπολογισμένο αεροσκάφος επανεμφανιστεί, η ταχύτητά του μένει κενή. Είναι καλύτερο από την εναλλακτική: ένα Cessna που ταξιδεύει με περίπου 150 km/h θα επέστρεφε αλλιώς από ένα σύντομο κενό στα δεδομένα δείχνοντας ταχύτητα τζετ.
Ο πρώτος σταθμός μιας περιοχής δεν έχει χαλασμένο ρολόι. Απλώς δεν έχει ακόμη γείτονα.