Opravdu lze pomocí sítě GSM objevit letoun Stealth?

Přinášíme čtenářskou hypotézu, která vznikla jako reakce na „opovážlivou“ myšlenku, že existuje možnost odhadnout trajektorii „neviditelného“ amerického letounu Stealth pomocí sítě GSM. Zuřivá debata nás inspirovala k sestavení takové malé, skromné a drzé hypotézy.

Na začátku si pokusme shrnout to, co již k problému bylo uvedeno: Vedoucí britského výzkumného projektu v Roke Manor, Peter Lloyd, řekl, že k detekci neviditelného letadla lze využít signálu odraženého od spodní části letadla a „a také hovorů volně putujících vzduchem“. Tato skutečnost nijak nekoliduje s další zveřejněnou informací, totiž že dosah systému je omezen a pokrývá okruh minimálně 20 km. Vlna se od spodní části letadla jednoduše může odrazit pod stejným úhlem, pod jakým dopadla, což může být omezujícím faktorem, zároveň se však „antireflexní“ úprava povrchu letadla Stealth snaží odrážet dopadající vlnění jinam než tam, kde bychom odraz očekávali v případě běžného letadla (obr.1).

obr 1. - Princip „antireflexní“ úpravy letadla Stealth

Avšak situace je v případě sítě GSM přeci jen jiná. Vysílací antény jsou rozmístěny po veliké ploše, letoun je tak jimi ozařován pod různými úhly, čímž se zřejmě hodně zvětšuje pravděpodobnost toho, že v přijímací anténě přeci jen dostaneme nějaký ten odražený signál. Maximální průměr obsluhované oblasti jedinou BTS v systému GSM, jenž činí 32km, a který bychom měli v tomto případě zřejmě chápat jako součet vzdáleností od BTS k sledovanému letounu a od letounu k anténě přijímacího a vyhodnocovacího zařízení, bude mít s velikou pravděpodobností vliv na velikost radarem pokryté oblasti.

GSM síť používá časové dělení TDMA, její činnost musí být tedy synchronizovaná. V praxi to znamená, že všechny BTS v síti pracující vysílají synchronně. Nějaký bit je vysílán z BTS1 v přesně stejnou dobu jako z BTS2 a BTS3. Navíc každá BTS vysílá na tzv. BCCH, logickém kanále určeném k signalizačním účelům svoji identifikaci, tzv. CELL_ID, jak to jistě znají ti, kteří mají funkční servisní menu na svém telefonu. A každá BTS má také přesně určenou zeměpisnou polohu (x,y,z) a tuto informaci nám vlastně sděluje právě pomocí CELL_ID, nebo přesněji, kde si vzít tento údaj v databázi, která může být součástí přijímací a vyhodnocovací stanice.

Co by nám tedy zbylo podle této hypotézy ke stanovení polohy letadla? Určit časový posuv mezi nesoučasně přijatými, leč současně vyslanými bity z nejméně tří BTS. Zpoždění na trase letoun - přijímač je pro odražené signály shodné. Tento posuv bude úměrný vzdálenostem l1, l2 a l3. K tomu, aby tato hypotéza zafungovala, nemusí snad být v danou chvíli v oblasti veden ani žádný hovor. Stačí, aby byly příslušné BTS spuštěné a vysílaly na svém BCCH potřebné údaje. BCCH jsou z různých BTS vysílány na různých kmitočtech, stačí mít tedy ve vyhodnocovací stanici několik současně pracujících přijímačů na příslušných frekvencích. V BCCH kanálech jsou pro potřeby mobilních telefonů vysílána i čísla kanálů okolních BTS, což nám zase usnadní vyhodnocení. Není třeba skenovat, víme vždy, jak v daném místě, kam s mobilní vyhodnocovací stanicí přijedeme, je třeba naladit přijímače. Zesynchronizovat vlastní časovou základnu můžeme třeba na nejbližší BTS, ale to už jsou detaily, kterými se nechceme v tomto příspěvku zabývat.

obr 2. - Situace při zaměřování letadla pomocí signálů sítě GSM

Zjistit příslušné časové diference není technicky obtížné a nemělo by nám to ani zabrat mnoho času. Signály z přijímačů bude třeba vyhodnocovat počítačem, ale jak napovídá obr.2, mimo zjištění časových posuvů jde jen o řešení trojúhelníků. Měli bychom tedy být schopni letadlo sledovat v reálném čase, možná i předpovědět s vysokou pravděpodobností, kde se bude v následujícím okamžiku vyskytovat. Podle této hypotézy bude tedy letadlo vidět až v okamžiku, kdy se dostane do „zorného pole“ GSM sítě, tedy vlastně až nad cílovou oblastí, avšak data poskytnutá tímto hypotetickým GSM radarem by zřejmě měla umožnit stroj Stealth efektivně zaměřit. Celá situace je načrtnutá na obr.2. Není těžké dále promyslet situaci, kdy máme v přijímací stanici ještě přijímač GPS. Zdá se, že údajů ke stanovení polohy letadla nám tato hračka může poskytnout víc než dostatečné množství.

Zásadní vlastnost sítě GSM, totiž její synchronní povaha může spolu se znalostí přesných umístění jednotlivých vysílačů v síti posloužit i k jiným účelům než k prostému telefonování. Při detekci letadla lze samozřejmě ještě výše popsaný princip kombinovat např. s Dopplerovým jevem, a vůbec se vývojáři této hračky v Roke Mannor mohli určitě dobře „vyřádit“.

Nejzajímavější se ale na celé věci jeví fakt, že podobná informace pronikla na veřejnost, a ještě zajímavější je, že zrovna z Anglie. Co vedlo pány z Roke Mannor ke zveřejnění? Nebo je to už opravdu tak stará věc, a sestřelený Stealth v Jugoslávii by tomu jen dával za pravdu, že „to“ samo probublalo? Doufejme, že se časem dozvíme více. Nebo že by do povinné výbavy Stealthu napříště patřila i rušička GSM? No, o to jednodušší bude napříště jeho zaměření. Do čeho jiného by mocní tohohle zkaženého světa také měli investovat? A kolotoč se bude alespoň točit rychleji...