از آسمان تا زمین؛ دردسرهای جایگزینی GPS با بایدو در ایران

کارشناسان بر این باورند جایگزینی سیستم GPS با سامانه‌ بایدو چین، بار سنگین مالی و فنی برای به‌روزرسانی زیرساخت‌های ملی و تجهیزات مصرفی تحمیل می‌کند.

به گزارش تکناک، اخیرا رئیس پژوهشگاه فضایی ایران از مذاکراتی با چینی‌ها برای جایگزینی GPS با سامانه بایدو (BeiDou) توسعه‌یافته توسط چین خبر داده است.

اگرچه این اقدام در نگاه اول تلاشی برای تحقق استقلال فناورانه و مقابله با ابزار تحریم به نظر می‌رسد، اما از دیدگاه متخصصان، این اقدام مملو از پیچیدگی‌های فنی، هزینه‌های اقتصادی سرسام‌آور و ریسک‌های عملیاتی است که می‌تواند بخش‌های حیاتی کشور را درگیر خود کند.

این نگرانی‌ها تنها محدود به مسائل سیاسی نیست، بلکه به چالش‌های عمده‌ای در لایه‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری زیرساخت‌های ملی بازمی‌گردد.

تصمیم به جایگزینی زیرساخت‌های حیاتی ناوبری کشور از جی پی اس به سوی بایدو، آن هم در شرایطی که کارشناسان حوزه نقشه‌برداری هشدارهای جدی نسبت به اختلال قریب‌الوقوع در پروژه‌های عمرانی و تخصصی می‌دهند، عمق مخاطرات این تصمیم را آشکار می‌سازد.

مهدی جاگیروند، کارشناس برجسته‌ی نقشه‌برداری در خصوص جایگزینی سیستم GPS گفت: «در حالی که عموم مردم ممکن است از طریق مسیریاب‌ها و تاکسی‌های اینترنتی تنها تأثیرات جزئی و قابل مدیریت جایگزینی را حس کنند، بخش تخصصی و زیربنایی کشور با رکودی جدی مواجه خواهد شد.» کاربرد حیاتی سیستم‌های موقعیت‌یابی ماهواره‌ای فراتر از ناوبری شهری و تفریحی است و به ستون فقرات پروژه‌های کلان مهندسی تبدیل شده است.

از ثبت دقیق اسناد و املاک که امنیت مالکیت را تضمین می‌کند، تا اجرای پروژه‌های زیرساختی حیاتی در حوزه‌های راه، آب، برق و گاز که هرگونه خطای موقعیت‌یابی در آن‌ها با خسارات مالی هنگفت و تأخیرهای طولانی‌مدت همراه است و حتی عملیات استخراج در معادن نیز بدون این دقت موقعیت‌یابی عملاً از کار می‌افتد. نکته‌ اساسی اینجاست که در این بخش‌های حساس، کار بدون بهره‌گیری از داده‌های دقیق ماهواره‌ای عملاً به بن‌بست می‌رسد.

در پاسخ به این پرسش که آیا کل تجهیزات موجود تنها به GPS وابسته‌اند و جایگزینی سیستم GPS چه تبعاتی دارد، جاگیروند اشاره کرد: «خوشبختانه تجهیزات نقشه‌برداری مدرن و تخصصی، که به آن‌ها گیرنده‌های GNSS (سیستم جهانی ناوبری ماهواره‌ای) چند فرکانسی گفته می‌شود، عموماً قابلیت دریافت سیگنال از چندین منظومه را به صورت همزمان دارند.

این قابلیت شامل GPS آمریکا، گلوناس روسیه، گالیله اروپا و بایدو چین است و سازگاری آن‌ها به نوع برد اصلی تعبیه شده در دستگاه و سال ساخت آن بستگی دارد.» با این وجود، اتکا به همین تجهیزات نیز به معنای توانایی حذف کامل GPS نیست؛ چرا که سطح دقت و پایداری سیگنال دریافتی از هر کدام از این سامانه‌ها، به ویژه در شرایط تداخل یا محیط‌های شهری متراکم، متفاوت است.

بزرگ‌ترین خطر عملیاتی که جاگیروند به آن اشاره می‌کند، نه در تجهیزات تخصصی پیشرفته، بلکه در پهپادهای پرکاربرد و فراوان کشور نهفته است. بسیاری از پهپادهای رایج مورد استفاده در نقشه‌برداری‌های هوایی، به‌ویژه مدل‌های پرفروش و متداول سری‌هایی نظیر فانتوم یا مویک برد دریافت‌کننده امواج ماهواره‌ای خود را به طور عمده بر روی GPS و تا حدودی گلوناس متمرکز کرده‌اند.

این بدان معنی است که اگر فرآیند سوئیچ اجباری صورت گیرد و اختلال یا تغییر در پارامترهای سیگنال ارسالی GPS ایجاد شود، این پرنده‌ها که برای دریافت سیگنال بایدو برنامه‌ریزی نشده‌اند، دچار سردرگمی و عدم ثبات در پرواز خواهند شد که ریسک سقوط، آسیب جدی به پهپادهای گران‌قیمت و حتی خطرات امنیتی در صورت سقوط در مناطق حساس را به شدت افزایش می‌دهد.

این کارشناس حوزه نقشه‌برداری برای تشریح عمق بحران احتمالی، به تجربه‌ عملی در زمان فعال شدن دستگاه‌های ایجادکننده نویز (جمر) و اختلال روی فرکانس‌های GPS اشاره کرد. زمانی که نویزها فعال شدند و سیگنال GPS را عملاً سرکوب کردند، متخصصان ناچار شدند به صورت دستی یا از طریق تنظیمات نرم‌افزاری تجهیزات، تلاش کنند تا تنها به داده‌های دریافتی از سامانه‌های دیگر نظیر بایدو یا گالیله متکی بمانند.

با حذف کامل سرویس‌دهی از سمت GPS، دستگاه‌های گران‌قیمت و تخصصی مورد استفاده در پروژه‌های عمرانی قادر به ادامه‌ کاربری عمومی خود نبودند و برای انجام حساس‌ترین بخش کار یعنی تعیین موقعیت‌های دقیق و تخصصی، عملاً متوقف شده و از چرخه‌ عملیاتی خارج می‌شدند. این وضعیت نشان می‌دهد که هرچند گیرنده‌های تخصصی از چندین منظومه پشتیبانی می‌کنند، اما نقش GPS به عنوان ستون فقرات و عامل پایداری در این ترکیب، همچنان غیرقابل جایگزین است.

این ناکامی در زمان اختلال، بحث‌های فنی پیرامون قابلیت‌های بایدو را به سمت واقعیت‌ سوق می‌دهد. جاگیروند تأکید دارد که سامانه بایدو در حال حاضر از نظر فنی جایگزین مناسبی برای کارهای دقیق نقشه‌برداری، به‌ویژه در برداشت‌های استاتیک که نیازمند دقت در حد میلی‌متر و پایداری بلندمدت هستند، نیست.

این کارشناس برجسته‌ نقشه‌برداری توضیح می‌دهد که بایدو، علی‌رغم پیشرفت‌های مداوم چین و تلاش‌های چشمگیر برای اصلاح نقص‌ها، همچنان در مقایسه با سامانه‌های قدیمی و تثبیت‌شده مانند GPS و حتی گلوناس، دارای ضعف‌های مشهود و اختلالاتی در داده‌های دریافتی است که در علم نقشه‌برداری به آن‌ها “Drift” یا خطا اطلاق می‌شود. این “Drift” به معنای آن است که موقعیت تعیین‌شده به مرور زمان دچار سرگردانی و ناپایداری می‌شود و همین عدم اطمینان، اتکای کامل بر این سامانه را برای تعیین موقعیت‌های تخصصی و حیاتی غیرممکن می‌سازد.

صرف‌نظر از ضعف‌های فنی و عدم دقت بایدو برای عملیات استاتیک که پیش‌تر در عمل اثبات شد، اجرای طرح جایگزینی GPS با سامانه چینی، بار مالی سرسام‌آور و زمان‌بری را به بدنه اجرایی کشور تحمیل خواهد کرد که نتیجه‌ای جز اختلال کامل در چرخه‌ نقشه‌برداری تخصصی و پروژه‌های عمرانی نخواهد داشت. این کارشناس نقشه‌برداری تأکید می‌کند که سود حاصل از این جایگزینی اجباری در مقابل حجم آسیب‌هایی که بر زیرساخت‌های فنی و مالی کشور وارد می‌آورد، ناچیز است و در نهایت تنها به ضرر کاربران نهایی و پیمانکارانی خواهد بود که باید هزینه‌ این تغییرات ناگهانی را متحمل شوند.

مهدی جاگیروند در تحلیل خود پیرامون هزینه‌های سرشکن شده‌ این تصمیم بر بخش اجرایی، تصریح می‌کند که حذف GPS و سوق دادن اجباری کاربران به سمت سامانه بایدو، یک تحمیل هزینه‌ سخت‌افزاری و نرم‌افزاری بسیار سنگین را بر دوش تمامی کاربران حرفه‌ای این حوزه یعنی مهندسان، شرکت‌های فنی و پیمانکاران خواهد گذاشت. این هزینه تنها شامل خرید چند دستگاه جدید نیست، بلکه باید تمامی ناوگان گیرنده‌های GNSS چند فرکانسی موجود، که سرمایه‌های فنی شرکت‌ها محسوب می‌شوند، به‌روزرسانی شوند یا در مواردی کاملاً جایگزین گردند.

پیامد اصلی و نگران‌کننده‌ این جایگزینی همان‌گونه که جاگیروند می‌گوید، فلج شدن کامل چرخه‌ نقشه‌برداری تخصصی کشور است. هرچند ممکن است کارهای عمومی تعیین موقعیت و مسیریابی‌های بسیار کلی (مانند آن‌چه در اپلیکیشن‌های عمومی دیده می‌شود) همچنان امکان‌پذیر باشند، اما انجام فعالیت‌های دقیق عمرانی و مهندسی که به دقت‌های در حد سانتی‌متر یا حتی میلی‌متر نیاز دارند، با اتکا به سامانه بایدو که هنوز در برداشت‌های استاتیک و بلندمدت دچار خطای انحراف یا “Drift” است، امکان‌پذیر نخواهد بود.

نکته‌ قابل تأمل در این بحث، تفاوت فاحش میان کاربرد عمومی و تخصصی سامانه‌های ناوبری است؛ هرچند سامانه بایدو در سطح جهانی به یک بازیگر اصلی تبدیل شده و مورد حمایت گسترده شرکت‌های تولیدکننده‌ی گوشی‌های هوشمند قرار دارد، این پذیرش دلیلی بر کیفیت مهندسی آن نیست. آمارها نشان می‌دهند که تا سال ۲۰۲۱، حدود ۹۴.۵ درصد از گوشی‌های هوشمند تولید شده در چین از قابلیت‌های بایدو پشتیبانی می‌کردند.

برندهای بزرگ جهانی نظیر شیائومی (با مدل‌های اولیه مانند Mi 4 در سال ۲۰۱۴)، سامسونگ (مانند گلکسی نوت ۴ در ۲۰۱۴) و سونی (مدل اکسپریا زد ۳) برای مدت طولانی از این منظومه پشتیبانی کرده‌اند. حتی شرکت‌هایی نظیر اپل از آیفون ۱۳ به بعد (سپتامبر ۲۰۲۱) و گوشی‌های جدید گوگل پیکسل (مانند پیکسل ۹ پرو و ۹ ای) نیز برای خدمات موقعیت‌یابی عمومی از بایدو استفاده می‌کنند.

با این حال، باید در نظر داشت که این کاربردها عمدتاً محدود به خدمات مبتنی بر مکان (LBS) هستند که در آن‌ها دقت چند متری کفایت می‌کند. در مقابل، نقشه‌برداری تخصصی به تکنیک‌های پیشرفته‌ای مانند RTK یا PPK متکی است که نیازمند دقت بالا از طریق اندازه‌گیری فاز حامل سیگنال است؛ و این همان نقطه‌ای است که بایدو، بر اساس تجربیات میدانی کارشناسانی همچون جاگیروند، هنوز نتوانسته است استاندارد لازم برای کارهای حساس مهندسی را برآورده سازد.