Hakan Kılıç

GPS sinyalleri kesilirse...

  • Son Güncelleme: 4/06/19 16:55:22
  • 11

Yazarımız Hakan Kılıç'ın GPS sinyallerinin kesildiğinde neler olacağını, operasyonunun nasıl yapılacağı konusundaki yazısını, gelişmeler doğrultusunda yeniden yayınlıyoruz.

 

hakan.kilic@kokpit.aero

https://twitter.com/hkilichsword

https://twitter.com/hkilichsword2

Amerikalı denizcilere göre, silahlı kuvvetler yıldızlarla iç içeymiş. Çünkü ordu (ARMY) yıldızların altında uyurmuş, Donanma (NAVY) yıldızlara göre seyir yaparmış, Havacılar ise (USAF) kaç yıldızlı otelde kalacaklarını düşünürmüş. Bugün ben size aslında hava kuvvetlerinin de en azından bir kısmının yıldızlarla ne kadar iç içe olduğunu anlatacağım.

Aslında insanlık yüzyıllardır yıldızları takip ediyor. Bildiğiniz gibi tarihin sayfalarını karıştırdığımızda astronomi ile ilgili çok sayıda bilimsel keşif ve bulgu var. Özellikle denizciliğe ilgisi olanların bildiği gibi; yüzyıllardır kullanılan yön, rota ve konum tayinine yarayan, okyanusun ortasında denizcilerin pusula haricinde yegâne navigasyon aleti olan sekstantı denen bir cihaz var. Aşağıda resmi olan bu alet gökyüzünden referans almakta. Atalarımız buna “Usturlab” derdi. Dolayısı ile düşünüyorum da herhalde “Göksel Navigasyon” veya “Astro-Navigasyon”a da “Semavi Seyrüsefer” derlerdi. Evet bugünkü konumuz ABD hava kuvvetleri USAF’ın uçaklarda göksel navigasyon’u (Astro-nav) yani güneş dahil yıldızlar aracılığı ile nasıl navigasyon veya seyrüsefer sağladığı ve buna neden ihtiyaç duyduğu ve orduların Küresel Konumlama Sistemleri’ne bağımlılığının nasıl bir risk oluşturduğu.

Hiç düşündünüz mü küresel konumlama sistemine ait 24 adet GPS uydusuna (21 aktif 3’ü yedek) bir şey olsa, dünyada uçaklar, gemiler veya taksiciler, kargocular ne yapardı? Askeri unsurların çeşitli yedek sistemleri olabilir ama siviller artık cep telefonlarından adres bulma devrine son vermek zorunda kalırdı.

Aynı görevli uydulardan Rusların da var; GLONASS-Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (Global Uydu Navigasyonu Sistemi). Çinliler ise teker teker yolluyor. Sistem ne zaman hazır olacak bilmiyorum. Ancak savaşta bu uyduları imha edebilecek anti-uydu füzeleri de var. Hatta AEGIS gemilerindeki anti-balistik füze SM-3’ün dahi LEO’daki (alçak yörünge) uyduları imha kabiliyeti var. Aynı şekilde Rusların yeni denediği anti-balistik füzeler de bunu yapabiliyormuş.

Çıkacak bir bölgesel savaşta veya 3.Dünya Savaşı’nda Ruslar, ya Amerikan uydularını vurursa? Malum ASM-Anti-uydu füzeleri yıllardır süper güçlerin envanterinde. Diğer seçenek çok yüksek irtifada yani uzay ortamında patlatılan bir termonükleer bomba geniş alanda çok sayıda uyduyu imha eder veya iş yapamaz hale getirir ise? Hani olmaz ya, benim Sanal Tehlike hikayesindeki gibi astroid yağmuru uyduları tahrip ederse? İşte bu ve benzeri durumlarda GPS çalışmadığına göre savaşta Rusya’yı bombalamak için kalkan bombardıman uçakları veya keşif uçakları, sivil uçaklar gibi kulelere yerlerini soramayacakları için;

-Moskava kule. Sizi bombalamaya gelmiştik ama GPS çalışmıyor nerede olduğumuzu bilmiyoruz geride dönemiyoruz yardım edin lütfen…

Şeklinde konuşmalar olamayacağına göre bu uçakları nasıl geri gelecek?

Oysa denizciler Usturlab / Sekstant kullanarak yüzyıllardır okyanuslarda GPS ve elektronik navigasyon aletleri olmadan seyahat ediyor. Çünkü resimde gördüğünüz bu cihazlar sayesinde kıyamet kopmadığı sürece kimsenin bozmaya gücünün yetmeyeceği yıldızları kullanarak yön ve konum tayini yapıyorlar.

HAVACILIKTA KULLANILAN BİR NEVİ ELEKTRONİK SEKSTANTLAR VEYA GÖKSEL NAVİGASYON SENSÖRLERİ

Yakın zamanda San Diego'daki Navigasyon Enstitüsü'nün yıllık teknik toplantısında sunulan makalelerin hemen hemen hepsi Küresel Konumlandırma Sisteminin (GPS) mevcut ve gelecekteki uygulamaları hakkındaymış. Bugün “Navigasyonun” kelimesi ile “GPS” kelimesi eş anlamlı hale gelmiştir. Özellikle NATO orduları için GPS başlıca navigasyon aracıdır.

ABD Deniz Kuvvetleri ve Deniz Piyadeleri navigasyon politikası ise özetle şöyleymiş; ”GPS’in belli şartlarda kullanılamaz hale gelmesi riski vardır ve bu ciddi operasyonel ve güvenlik açığı doğuracaktır. Operasyonel planlar GPS’in en kritik anda çalışmayacağı ihtimalini de içermelidir. Her bir birlik araç, platform en az bir alternatif konum belirleme sistemine sahip olmalıdır”.

(Bunu yazarken birden aklıma şu olay geldi. Ayrıntılara girmem sakıncalı olabilir düşüncesi ile özetlemek isterim. Hatırlarsanız geçen sene bir ara Suriye hava sahasının bir kısmında GPS sistemi çalışmıyordu. Hatta bunun sivil hava trafiği açısından risk oluşturduğuna dair sitemizde haberler geçmiştik. Ancak medya da başka haberler de vardı. Kuzey Irak ve başka yerlerde TMO’na katılan F-16’larımızdan atılan GPS güdümlü bombaların isabet kaydetmediği vs. O devirde böyle bir bombalama oldu mu, lazer güdümlüler varken GPS güdümlü bomba veya seyir füzesi kullanıldı mı bilemiyorum. Dediğim gibi ayrıntıya söz konusu bizim hava kuvvetimiz olduğundan girmeyeceğim ama şu kadarını söyleyeyim, bölgeye yakın üslerde F-16 motor çalıştırıp taksilediğinde GPS çalışmadığından pilotlar nerede olduklarını yani o anki mevcut konumlarını ve gidecekleri/görev yapacakları yeri/hedefi göremiyordu. Sanırım bu kadar yeterli. Yani klasik yöntemlerle harita ve başka usullerle GPS öncesi devirlerdeki gibi uçmak zorunda kaldılar. Dolayısı ile Suriye veya Irak’ta koca arazide bir terörist barınağını haritada bulmak ne derece zorlaşmıştır siz düşünün. GPS olayı kısa sürdü ve arıza veya ABD’ni Ruslara kastı, hatta Türkiye’nin TMO (Terörle mücadele operasyonu) faaliyetlerine engellemek için yaptığı dahi yazıldı. Ancak sonuçta mesele hedefi ve uçağın doğru konumunu bulmanın zorlaşması idi. Bulduktan sonra klasik bombalama da pilotlarımızın kabiliyetinden şüphem yok. Ancak olayın vahimiyetini anladınız sanırım.)

ABD’de Omega ve TRANSIT gibi alternatif elektronik navigasyon sistemleri hizmet dışı bırakılmış ve LORAN, VOR / DME gibi sistemlerin de uzun vadeli operasyonel desteği garanti edilemiyormuş. Zaten bu alternatif sistemler bölgeselmiş yani GPS gibi gezegenin tamamını kapsamıyormuş.

İşte buradan en büyük alternatif olarak Yıldız referans sistemi yani ataletli navigasyon sistemlerini akla geliyor. Sonuçta yıldızlar en temel ve doğru atalet navigasyon sistemidir. Ancak yıldız referanslı navigasyonun da bir handikabı var en azından denizciler ve karacılar için. Bulutlar kötü hava şartları askeri birlikleri yıldızlardan bir günden fazla ayırabilir.

Özellikle, otomatik yıldız izleyicilerini ataletli navigasyon sistemleri ile birleştirmek sinerjik bir eşleşme olarak görülebilir. Atalet ve göksel navigasyon tamamlayıcı özelliklere sahiptir. Fırlatma veya uçuşun başlamasından sonra INS sistemi tamamen kendi kendine yeten ve herhangi bir dış referans sistemine veya hiçbir bağlantıya sahip değildir. Göksel, hendesi mevcut en temel atalet referans sistemine yani yıldızlara doğrudan bağlantı sağlar. INS birimleri, başka bir kaynaktan konumlandırma verilerini kullanarak ilk hizalamayı gerektirir ve göksel navigasyonu tamamen özerktir. INS doğruluğu ilk hizalamadan zamanla azalır, göksel düzeltme doğruluğu ise zamana bağlı değildir. INS birimleri hava şartlarına açık değilken, göksel doğrulama daha çok havaya bağımlıdır.

USNAVY’nin standart Deniz Kuvvetleri uygulamasında elle tutularak kullanılan sekstantlar ile günlük gözlem yapılıp, biraz becerileri yitirmemek biraz da eğitim amacı ile ve acil durumda bilen birileri daima olsun diye uygulamaya devam ediliyormuş. Muhtemelen diğer dünya donanmalarında da bu durum böyledir.

Roket ve uzay çağının ilk günlerinden beri otomatik göksel gözlem sistemleri füze, uydu ve uzay keşifleri için gönderilen uzay araçlarında navigasyon için bir yardımcı olarak kullanılmıştır. Polaris, Poseidon, Trident ve Minuteman gibi stratejik füze sistemleri, atalet yönlendirme sistemi için aracın mutlak yönelimini belirlemek üzere, uçuşun güç fazında (itki sisteminin çalışıp yani henüz motorların ayrılmadığı savaş başlığının serbets kalmadığı ana kadar) kompakt yıldız izleyicileri kullanmışlardır.

Bugün birçok uydu, yerinin belirlemek için yıldız sensörlerini kullanır. Uzay Mekiği burnunda otomatik yıldız izleyicileri vardır. Derin uzay görevleri, konum belirleme için rotada yıldız veya Güneş sensörlerini kullanabilir.

STRATEJİK KESİF UÇAKLARINDA VE B-2 GİBİ BOMBARDIMAN UÇAKLARINDA GÖKSEL NAVİGASYON

En son teknoloji ürünü bir yıldız izleyicinin (Astro-nav.) bir örneği Lockheed'in AST-201 sistemidir. Yıldız izleyici, kendi yıldız kataloğunu ve yıldız deseni tanıma yazılımını içerir ve yıldız fotonları (ışıklarını) girdi olarak alan ve çıktı olarak sayısallaştırılmış yönlendirme açıları sağlayan bir "kara kutu" olarak çalışmak üzere tasarlanmıştır. Oryantasyon doğruluğu, odak düzlemine paralel olan eksenler hakkında birkaç arc-saniyedir. Ünite yaklaşık 15 cm x 15 cm x 30 cm, lens gölgesi dahil, yaklaşık 4 kg ağırlığındadır.

SR-91 Aurora veya SR-72 gibi hipersonik uçaklar henüz resmi kabul ve lansmanı yapılmadığından, hatta teyit edilmiş gerçek resimleri bile olmadığından hala daha dünya hız rekoru stratejik keşif/casus uçağı SR-71 Blackbird’e aittir (3,5 Mach). Mig-25 ve sonrasında Mig-31’in uçamaya başladığı 70’ler ve sonrasına kadar Rus hava sahasını kevgire çeviren bu uçak boydan boya geçtiği Asya’da stratejik noktaların fotoğraflarını çekiyordu. Aşırı süratinin de etkisi ile rota/seyir doğruluğunun çok önemli olduğu ve henüz GPS’in icat edilmediği o yıllarda SR-71’in sürekli olarak hangi ülke üzerinde olduğu ve ona göre SAM ve diğer AA füzelerinden kaçabilmesi için irtifasını ayarlaması çok önemli idi. Bu sebeple bir nevi mekanik veya elektronik usturlab / sekstant diyebileceğimiz bir alet geliştirildi ve pilot kabininin biraz gerisine yerleştirildi. Astro-navigasyon denen bu sistemden B-2 düşük görünürlük özelliğine sahip stratejik bombardıman uçağının da kanat içinde var. Gerektiğinde üzerindeki kapak açılarak cihazın optik objektif/lensleri direk yıldızları görebiliyor.

SR-71'in kokpiti arkasına monte edilen bu cihaza “R2-D2” deniyor. Üst kısmındaki objektiften görülebilen yıldızları kullanan bilgisayarlı navigasyon cihazı uçuş rotasını yani navigasyonu düzeltmeye yardımcı oluyor. Bu düzeltmeler, atalet navigasyon sistemini güncellemek için kullanılır ve en az 90 metre (300 feet) hassasiyetle rehberlik sağlar. GPS sisteminin bir nevi yedeğidir.

Günümüzdeki yüksek teknoloji içeren GPS ve ilave diğer haberleşme cihazları varken size nostaljik gelebilir ama makalenin başında belirttiğim gibi artık bu cihazlar GPS sorunlarına karşı yedek konumdadır. Yukarıdaki ihtimalleri hatırlayın. GPS'in ve tüm avantajlarının reddedildiği yukarıdaki Suriye örneğindeki gibi bir savaş ortamında savaşmak zorunda kaldıklarında, güncellenmiş otomatik "astro-navigasyon" yetenekleri doğru seyrüsefer için tek çare olacaktır.

ORDULARIN YENİ ZAAFI KÜRESEL KONUMLANDIRMA SİS. BAĞIMLILIĞI

Çöl Fırtınası Operasyonu'ndan başlayarak, Amerika'nın askeri gücünün GPS sistemine bağımlılığı giderek arttı. Savaş uçakları ve savaş gemileri entegre GPS ile büyük ölçüde ataletsel navigasyon sistemlerini (INS) kullanarak seyir yapmaktalar. Ataletsel seyrüsefer sistemleri ise atalet ve yönelimi algılayabilen ve kendi kendine yeten jiroskoplara sahipler. Ancak hassasiyeti sınırlıdır. Yani bir araç sadece INS ile ne kadar uzun süre giderse, gerçek pozisyonundan o kadar sapar.

Bu sistemler, GPS veya radyo frekanslarına bağlı navigasyon yardımları gibi başka bir navigasyon kaynağından periyodik "güncellemeler" almazlarsa, özellikle sürüklenmeye duyarlıdırlar. Gömülü GPS sistemlerine sahip INS sadece büyük askeri araçlarda bulunmamaktadır. Aynı zamanda JDAM tarzı küçük mühimmatlarda da. Ayrıca bugün NATO hava güçlerinin kullandığı birçok mühimmatın GPS güdümlü olduğunu da unutmamak gerekir.

Gömülü yani gövdeye içinde dahili GPS'li INS, eldeki verilere dayalı olarak, uçağın konumunu en iyi şekilde belirlemek için yazılım algoritmalarını veya filtrelerini kullanan bir dizi oylama sistemi olarak çalışır. Eğer bir kaynak ağır bir şekilde kırılmaya başlarsa veya arıza belirtileri gösterirse, yazılım onu yok sayıp diğerine daha çok güvenebilir. GPS sinyalinin sahte olanla değiştirildiği GPS aldatmacası, Rusya'nın yaptığı tatbikatlarda/eğitimlerde veya yakın geçmişte gizemli senaryolarda kullandığı endişe verici bir elektronik savaş taktiğidir.

Gelişmiş ve yüksek oranda hedefe yönelik GPS aldatma saldırıları teorik olarak özellikle sinsice yapılabilir. “Sinsi” kelimesi ile neyi kast ettim? Şöyle ki; sahte sinyal bir aracın gerçek yerini zamanla yavaşça değiştirecek veri sağlayabilir ve bu da insan operatörlerin veya GPS / INS navigasyon sistemleri yazılım mantığının anormal veri akışı ve hatayı çok daha az fark etmesi sonucunu doğurabilir. (Örneğin Kuzey Kore bu GPS Jamming uygulamasını kendi hava sahasından ve güneye yönelik yapmaktadır). GPS'in küçük veya geniş bir alan üzerinde tamamen iptal edilecek şekilde Jamming uygulanması Rusya’dan kaynaklanan ciddi tehditlerdendir. Bunu savaş anında asimetrik avantaj olarak değerlendirebilir.

Elektronik ve siber savaş böyle bir saldırının muhtemel yollarıdır. Ancak uydu navigasyon yeteneklerini devre dışı bırakabilen, sıkıştıran ve hatta tahrip edebilen uydu karşıtı silahlar, yetenekli bir rakiple karşı karşıya kaldıklarında daha fazla sorun yaratan taktiksel bir olasılıktır. Ancak, GPS'i veya Glonass’ı hedefleyen siber saldırı yeteneklerini günümüzde sadece geleneksel güçlerden yani Rusya, Çin veya ABD gibi büyük devletlerden beklememek lazım. Devlet dışı aktörler bu düzeyde savaşı sürdürme konusunda da giderek daha fazla yetenekli olacaklardır. Bunlar ülkeler genelinde olmasa da bölgesel nokta bazlı kasaba-şehir gibi yerleşimlerde herhangi bir hava saldırısına karşı jamming uygulaması yapabilecektir.

Tüm bunlar göz önünde bulundurulduğunda, GPS bağımlılığı veya savunmasızlığı çok daha acil bir stratejik konu haline geldi ve Pentagon bu tür düşman operasyonlarının etkisini azaltmanın yollarını bulmaya çabalıyormuş. Sorunun bir potansiyel panzehiri, en azından bazı sistemler ve platformlar için eski teknolojilere dönüş modernizasyonunu içerebilir.

Bu görüntüdeki B-2'nin kokpitinin solunda, yuvarlak pencerenin altındaki astro-izleme sensörünü/sistemini görebilirsiniz. B-2’de kullanılan NAS-14'ünkinden farklı bir konfigürasyona sahip olan ANS-26 ise B-1B için daha gelişmiş bir sistem olarak tasarlanmıştır.

Bugün tartışalan şey savaş durumunda küçük ve maliyeti düşük uçakların tamamen GPS navigasyonuna güveneceğinden dost birlikleri, gemileri, uçak pistleri ve diğer kritik altyapı etrafında GPS'yi kapatmak ve kullanmamak. Böylece düşmana karşı da bir savunma yapılmış olacaktır. Diğer bir deyişle, kendi askeri operasyonlarınız üzerinde büyük bir etkisi olmaksızın, GPS'i "kapatma" yeteneğine sahip olmak, gelecekteki çatışmalarda büyük bir stratejik avantaj olacaktır.

Yukarıda bahsettiğim gibi GPS yeteneklerini kaybetme tehdidinden ötürü gemilerde sekstant gibi mekanik/optik aletlerle navigasyon yapılmasına rağmen gemilerdeki yeni otomatik astro-nav sistemlerini genişletmek için artan çağrılar varmış.

Asto-navigasyon veya göksel navigasyon bugün askeri planlamacıların karşılaştığı en zor problemlerden bazılarının eskimiş olduğu düşünülen teknolojiler kullanılarak cevaplandırılabileceğinin bir örneğidir. Şu ana kadar anlatılanlardan anlaşıldığı üzere her ülke ve ordu daha çok denizcilere olmak üzere klasik yöntemlerle yön ve rota bulmayı ve konum belirlemeyi öğretmede ihmalkâr davranmamalıdır. Büyük uçaklar ve gemi gibi büyük platformlar için elektro-optik astro-navigasyon sensörleri geliştirmeli ve Küresel Konumlandırma Sistemlerinin karşı blok, devlet, devlet dışı aktörlerce bölgesel jamming hatta Suriye örneğinde olduğu gibi müttefik ülkelerce belli bölgelere uygulandığı takdirde ne yapacağına dair alternatif plan, eğitim ve sistemler geliştirmeli, gerekirse satın almalı. Bunu “GPS’le çalışan mühimmat yanında alternatif olsun diye Glonass (Rus) ile çalışanları alalım” şeklinde anlamaktan ziyade şöyle değerlendirmek lazım. Çünkü aynı tehditler Glonass içinde geçerli olacaktır. Örneğin bir gemide her iki seyrüsefer sistemi olabilir. Tıpkı milli geliştirilen mühimmatlarda (SOM gibi) birkaç çeşit güdüm sisteminin bulunması sadece GPS bağlı kalınmaması gibi.

Şurası kesin ki, başta ordumuz olmak üzere tüm NATO ordularının en kısa sürede GPS bağımlılığını kabul edilebilir seviyelere indirmeleri gerekmektedir. Şimdi ne düşünüyorsunuz, havacılar sadece otellerin yıldızları ile mi ilgileniyorlarmış?

Makalenin son bölümlerinde ve fotoğrafların bazılarında aşağıdaki yazıdan faydalanılmıştır.

http://www.thedrive.com/the-war-zone/17207/sr-71s-r2-d2-could-be-the-key-to-winning-future-fights-in-gps-denied-environments

 
Kaynak: www.kokpit.aero

Kokpit Aero

Yorum Yap