Відповідач без GPS
Старші літаки, частина військових і борти в зонах, де хтось глушить GPS, позицію не передають або передають нісенітницю. Але їхній відповідач і далі відповідає. Наземні радари постійно питають кожен літак про його ідентичність і висоту, відповідач щоразу відповідає, і цю відповідь чують усі станції довкола, а не лише радар, який питав.
Цього досить, щоб обчислити, де літак. Метод називається мультилатерацією, скорочено MLAT, і керування повітряним рухом користується ним десятиліттями: у великих аеропортах він стежить за літаками, що рулять між будівлями, куди радар погано бачить, а в гірських долинах заступає радари, які не бачать за хребти.
З різниці часу — позиція
Радіосигнал летить зі швидкістю світла: за мільйонну частку секунди він долає близько 300 метрів. Якщо відповідь доходить до станції A на три мільйонні секунди раніше, ніж до станції B, літак приблизно на 900 метрів ближче до A, ніж до B.
Саме по собі це не каже, де літак. Усі місця з точно такою різницею утворюють на карті криву. Друга пара станцій дає другу криву, і літак там, де вони перетинаються. Висоту обчислювати не треба — літак повідомляє її у своїй відповіді. Четверта станція досі найкращий спосіб помітити, що перетин не сходиться.
Найважче — годинники. Станція на балконі не має атомного годинника, а годинники двох станцій за кілометри одна від одної весь час розходяться. Розв’язок літає над головою. Кожен літак, що сам повідомляє свою позицію, — рухома мірка: ми знаємо, де він був і коли його почула кожна станція, тож знаємо, наскільки різняться їхні годинники в цю мить. А мовчазні літаки потім вимірюються за балакучими.
Чому мережа важить більше, ніж математика
Мільйонна частка секунди — це 300 метрів, тож годинники станцій мусять збігатися до мільйонних часток секунди, інакше похибка часу одразу перетворюється на похибку позиції. Точним має бути й місце антен.
Так само важить геометрія. Коли станції стоять у ряд, криві перетинаються під гострим кутом, і крихітна похибка зсуває перетин на кілометри. Станції довкола літака дають чіткий перетин. Тож коли MLAT десь не працює, причина зазвичай проста: поблизу замало приймачів. Уранці 1 жовтня 59 зі 158 підключених станцій ще не мали сусіда, який чув би ті самі літаки.
Тому сторінка мережі станцій показує, де нинішніх станцій вистачило б, і радить двояко: або станцій бракує, або їх досить, але одної бракує з протилежного боку.
Ми подумали й про помилку власника під час введення. Станція, у якої місце антени не відповідає дійсності, тягнула б убік кожен перетин, до якого долучається. Ми вилучаємо її з обчислення, власник отримує лист, якщо має в нас обліковий запис, а станція лишається підключеною — тож ми одразу бачимо, що він виправив позицію, і повертаємо її назад.
Чиста лінія посеред глушіння
Пілотний режим стартував 7 вересня, звичайна робота — 14 вересня. Обчислені позиції ми малюємо на треку порожніми намистинками, щоб завжди було видно, що літак повідомив сам, а що дорахували ми.
13 вересня один Airbus над Угорщиною повідомляв позицію, яка за п’ять хвилин стрибнула майже на чотириста кілометрів у Румунію й назад. За ті самі хвилини понад дев’яносто позицій з наших станцій склали суцільну лінію на звичайній крейсерській швидкості. На карті в таку мить перемагає лінія. Літак і сам допомагає: він дає знати, коли не довіряє власній позиції, і якщо наші станції саме тоді мають свіжий розрахунок, карта вірить станціям.
Так само обережно ми поводимося зі швидкістю: якийсь час після того, як обчислений літак знову з’явився, поле швидкості лишається порожнім. Це краще, ніж навпаки: Cessna, що літає зі швидкістю близько 150 км/год, після короткої прогалини в даних інакше повернулася б зі швидкістю реактивного літака.
Перша станція в регіоні не має зіпсованого годинника. Вона просто ще не має сусіда.