Transponderi ilman GPS:ää
Vanhemmat koneet, osa sotilaskoneista ja koneet, jotka lentävät GPS-häirinnän alueilla, eivät lähetä sijaintia tai lähettävät hölynpölyä. Niiden transponderi kuitenkin vastaa yhä. Maassa olevat tutkat kysyvät jatkuvasti jokaiselta koneelta sen tunnistetta ja korkeutta, transponderi vastaa joka kerta, ja jokaisen vastauksen kuulevat kaikki ympärillä olevat asemat, eivät vain kysynyt tutka.
Se riittää koneen paikantamiseen. Menetelmän nimi on multilateraatio, lyhyesti MLAT, ja lennonvarmistus on käyttänyt sitä vuosikymmeniä: suurilla lentoasemilla se valvoo rakennusten välissä rullaavia koneita, joita tutka näkee huonosti, ja vuoristolaaksoissa se korvaa tutkia, jotka eivät näe harjanteiden yli.
Aikaerosta sijainniksi
Radiosignaali kulkee valon nopeudella, noin 300 metriä sekunnin miljoonasosassa. Jos vastaus saapuu asemalle A kolme sekunnin miljoonasosaa ennen asemaa B, kone on noin 900 metriä lähempänä A:ta kuin B:tä.
Pelkästään se ei kerro, missä kone on. Kaikki paikat, joissa ero on täsmälleen tuo, muodostavat kartalle käyrän. Toinen asemapari antaa toisen käyrän, ja kone on siellä, missä ne leikkaavat. Korkeutta ei tarvitse laskea: kone ilmoittaa sen omassa vastauksessaan. Neljäs asema on silti paras tapa huomata, että leikkauspiste on väärä.
Vaikein osa ovat kellot. Parvekkeella olevalla asemalla ei ole atomikelloa, ja kahden kilometrien päässä toisistaan olevan aseman kellot ajautuvat erilleen koko ajan. Ratkaisu lentää yläpuolella. Jokainen kone, joka ilmoittaa oman sijaintinsa, on liikkuva vertailukohta: tiedämme, missä se oli ja milloin kukin asema sen kuuli, joten tiedämme, kuinka paljon asemien kellot sillä hetkellä eroavat. Hiljaiset koneet mitataan sitten puheliaita vasten.
Miksi verkko merkitsee enemmän kuin matematiikka
Sekunnin miljoonasosa on 300 metriä, joten asemien kellojen on oltava samassa ajassa sekunnin miljoonasosien tarkkuudella, muuten ajan virhe muuttuu suoraan sijainnin virheeksi. Myös antennien sijaintien on oltava tarkkoja.
Geometria on yhtä tärkeää. Kun asemat ovat rivissä, käyrät leikkaavat loivassa kulmassa ja pienikin virhe siirtää leikkauspistettä kilometreillä. Konetta ympäröivät asemat antavat terävän leikkauksen. Kun MLAT ei toimi, syy on siis yleensä yksinkertainen: lähellä on liian vähän vastaanottimia. Lokakuun 1. päivän aamuna 59:llä mukana olevista 158 asemasta ei vielä ollut naapuria, joka kuulisi saman koneen.
Asemaverkon sivu näyttää siksi, missä nykyiset asemat riittäisivät, ja antaa kahdenlaisia neuvoja: joko asemia puuttuu, tai niitä on tarpeeksi ja yksi puuttuu vastakkaiselta puolelta.
Ajattelimme myös omistajien kirjoitusvirheitä. Asema, jonka antennin sijainti ei vastaa todellista paikkaa, vetäisi vinoon jokaisen leikkauksen, johon se osallistuu. Se jätetään laskennan ulkopuolelle, omistaja saa sähköpostin, jos hänellä on meillä tili, ja asema pysyy yhteydessä, jotta huomaamme heti, kun sijainti on korjattu, ja voimme ottaa sen takaisin mukaan.
Puhdas linja häirinnän läpi
Kokeilu alkoi 7. syyskuuta ja vakiokäyttö 14. syyskuuta. Lennon reitillä lasketut sijainnit piirretään ontoiksi helmiksi, joten aina näkee, mitä kone ilmoitti itse ja mitä me laskimme.
Syyskuun 13. päivänä Unkarin yllä lentänyt Airbus ilmoitti sijainnin, joka hyppäsi viidessä minuutissa lähes neljäsataa kilometriä Romaniaan ja takaisin. Samojen minuuttien aikana yli yhdeksänkymmentä asemiemme sijaintia muodosti yhtenäisen linjan normaalilla matkanopeudella. Sellaisella hetkellä kartalla linja voittaa. Kone jopa auttaa: se ilmoittaa, kun se ei luota omaan sijaintiinsa, ja jos asemillamme on sillä hetkellä tuore paikannus, kartta uskoo asemia.
Nopeutta käsitellään yhtä huolellisesti: hetken aikaa sen jälkeen, kun laskettu kone ilmestyy uudelleen, sen nopeus jätetään tyhjäksi. Se on parempi kuin vaihtoehto: noin 150 km/h matkanopeudella lentävä Cessna palaisi muuten lyhyen datakatkon jälkeen suihkukoneen nopeudella.
Alueen ensimmäisen aseman kello ei ole rikki. Sillä ei vain ole vielä naapuria.