Wie GPS Kriegsführung seit dem ersten Raum Krieg verändert hat

Vor fünfundzwanzig Jahren US-geführten Koalitionstruppen lanciert das weltweit erste "Space War" Wenn sie fuhren irakischen Truppen aus Kuwait. Obwohl die eigentlichen Kämpfe nicht am Oberlauf der Atmosphäre stattfanden, spielte satellitengestützten Geolokalisierung (GPS) eine entscheidende Rolle in der Koalition schnelle Demontage von Saddam Husseins Armee während des Golfkrieges 1991. Ohne ihre Umlaufbahn Augen in den Himmel USA hätte Truppen vor allem eine viel schwierigere Zeit Navigation, Kommunikation und Führung ihre Waffen über Hunderte von Kilometern der unwirtlichen, windigen Wüste Schlachtfelder in Kuwait und im Irak.

GPS würde sich ändern, Kriegsführung und wurde bald eine unverzichtbare Bereicherung für Abenteurer, Sportler und Pendler sowie. Das Navigationssystem ist in der Tat so allgegenwärtig geworden, dass das Pentagon Kreis gekommen und Millionen von Dollar investiert, um das Militär seine starke Abhängigkeit von der Technologie zu überwinden helfen. GPS relativ schwache Signale sind oft unzuverlässig und anfällig für Störungen, auch bekannt als "jamming". Dies veranlasste die Verteidigung voraus Forschung Projekte Agency (DARPA), entwickeln Navigationshilfen diese Funktion wenn Satellitenzugang nicht verfügbar ist.

"Wo bin ich?"

Im Januar 1991, Monate nach der irakischen Invasion und Besetzung der benachbarten Kuwait legte die internationale Gemeinschaft auf der Hut, den USA und mehr als einem Dutzend anderer Länder ins Leben gerufen Operation Desert Storm. Die wochenlangen Luft offensive entfesselt Stealth Bomber, Cruise Missiles und lasergesteuerte "smart" Bomben auf Iraks Kommunikationsnetze, Waffen Pflanzen und Ölraffinerien. Clearing-Hussein zwingt aus Kuwait, aber erforderlichen Boden kämpfen, eine erschreckende Aussicht für die Mitglieder der Koalition ungewohnte Kriegsführung zu desertieren. "Die Einführung von GPS war besonders aktuell für US-Truppen im Golfkrieg, in erster Linie auf die uralte Frage, wo bin ich und wohin ich gehe?", sagt Colonel Anthony Mastalir, stellvertretender Kommandeur der 50th Space Wing, US Air Force Space Command basierend auf Schriever Air Force Base in Colorado. Schriever beherbergt die master Control Station zur Bestimmung der amerikanischen GPS Satelliten Umlaufbahnen und aktualisieren ihre Navigationsanweisungen. "Diese Information ist besonders wichtig, wenn man sehr wenige Sehenswürdigkeiten oder Bezugspunkte wie die Truppen haben."

Das US-Militär Herausforderungen mehrere bei die Boden-Kampagne am 24. Februar 1991 begann. US Armee-Artillerie-Einheiten zugewiesen, Raketen auf feindliche Verteidigung und den Weg frei für die Infanterie Truppen historisch erforderlich für den Anfang, einen Tag oder so zu eine Schlachtfeld überblicken und Munition eingerichtet. Dies wäre nicht der Fall in Kuwait als die Infanterie gepanzerten Panzer, Lastwagen und andere Fahrzeuge schnell bewegt, in der Lage, die aufwärts von 50 Kilometern pro Stunde unterwegs. Solche Geschwindigkeiten müsste Geschütze schnell einzurichten, werden entlassen und auf die nächste Seite verschoben. Ausfall zu tun, die der Infanterie bedeutet bekäme nicht genug Artillerie-Unterstützung im Vorfeld der Beteiligung der Iraker. Befürchtungen, dass der Feind auf chemische Waffen gegen die Koalition Infanterie zurückgreifen würde betont nur die Notwendigkeit einer effizienten Artillerie Abdeckung. Das Pentagon zählte auf GPS, um dieses Problem zu lösen.

Eine weitere Herausforderung beteiligt einen wesentlichen Bestandteil der US-Boden-Strategie – noch weniger gastfreundlich Gebiete der Wüste um zu umgehen und irakische Truppen umzingeln Infanterie und Artillerie Einzug. GPS wäre entscheidend zu helfen, Bodentruppen "Gelände, die die Iraker nicht stört, zu verteidigen, weil sie nicht glaube, jemand könnte finden ihren Weg dort durch navigieren", sagt Marc Drake, ein pensionierter US Air Force große, der als Chef der Betriebsanalyse für die 2. Space Operations Squadron während des Golfkriegs diente. Das Geschwader betreibt Schriever master-Regler-Station sowie das Netz der weltweiten Messstationen und Boden-Antennen, die Steuern und unterstützen die USA GPS Satelliten-Konstellation.

Senden Sie Mama und Papa, bitte GPS

Die Armee Entscheidung auf GPS angewiesen war ein großes Risiko eingegangen. Eine voll funktionsfähige GPS Konstellation erfordert 24 Satelliten, etwas die USA würden nicht bis April 1995 erreichen. Im Frühjahr 1991 der US Air Force Navstar (Navigation System verwenden Timing and Ranging) Konstellation enthalten nur 16 Satelliten und sechs davon wurden ältere Forschung und Entwicklungseinheiten zweckentfremdet, mit der Kriegbemühung zu helfen. Im Gegensatz zu heutigen 24/7 GPS-Abdeckung könnte die Satelliten in der ursprünglichen Konstellation Navstar lange genug ausrichten um etwa 19 Stunden pro Tag zur Verfügung zu stellen. Genauigkeit würde innerhalb von 16 Metern, geben oder nehmen, besser als frühere GPS-Systeme, die einen mehrere Kilometer Rand der Fehler aber nicht ganz auf dem Niveau der heutigen um Zentimeter Genauigkeit hatten.

Signal Probleme beiseite, GPS-Empfänger waren auch Mangelware. Für den Anfang gab es nur 550 PSN-8 Manpack GPS-Empfänger zu umgehen. Truppen das Glück Manpacks ausgestellt werden diese acht Kilogramm schweren Geräte montiert – die Kosten $45.000 pro Stück – zu ihren Fahrzeugen. Eine zweite, portable Option war der 1,8 Kilogramm AN/PSN-10 kleine leichte GPS-Empfänger (SLGR), oder "Schläger." Das Militär hatte etwa 3.500 der Trimble Navigation gemacht-SLGR-Geräte für den Einsatz im Golfkrieg. "Sie Geschichten von Luftwaffe, erfahren würde Navy und Army Personal mit Mama und Papa sie zivile GPS-Empfänger senden, damit sie ihren Weg heraus dort finden konnten", sagt Drake, der derzeit als ein Raum Fahrzeug Operations Support Manager bei Schriever dient. Sie würden die Geräte zu ihrer Humvees oder Tanks mit Klettverschluss, Schrauben oder Klebeband, wie sie durch unbekanntes Gebiet manövriert befestigen. Eines der beliebtesten war die $3, 000NAV 1000 M Empfänger, die Magellan Corp., Bootsfahrer, Wanderer und andere Abenteurer seit den späten 1980er Jahren verkauft hatte.

Wie funktioniert GPS

GPS besteht aus drei Komponenten: Satelliten, Empfänger und Boden Steuern Stationen. NAVSTAR hat derzeit 31 Satelliten, die alle 12 Stunden bei etwa 20.000 Kilometern über der Erde zu umkreisen. Die Konstellation sechs äquidistante Umlaufbahnen mit vier Satelliten in jeder Ebene verwendet, sagt Mastalir. GPS-Satellitensignale tragen einen Time-Code gekennzeichnet durch ihre Atomuhrs, im wesentlichen immer die durch Messung der Schwingungen der Atome. Die Uhren ermöglichen jedem Satelliten im Sternbild Navstar um kontinuierlich ein Signal zu senden, die die Zeit und die genaue Satellitenposition enthält.

GPS-Empfänger – ob sie installiert auf Schiffen auf hoher See oder eingebettet in Armbanduhren – ihre Breite, Länge und Höhe zu berechnen, indem Sie messen die relative zeitliche Verzögerung der Signale von mindestens vier verschiedenen Satelliten ausgestrahlt. Boden besteht, inzwischen fünf Überwachungsstationen, drei Boden-Antennen und Schriever master-Regler-Station, die kommuniziert mit den Satelliten über die Boden-Antennen.

Navigieren in Sieg

Obwohl GPS-Genauigkeit und Zuverlässigkeit ist heute viel besser als es war vor 25 Jahren, hat sich die Koalition Gamble gelohnt. Während der Krieg, die nur etwa 100 Stunden dauerte, GPS-Empfänger sehr geholfen mit Land Navigation und Artillerie-Unterstützung, die der massiven Bombardierung gehörte, die irakische Soldaten als "Stahl Rain" bezeichnet "GPS ergänzt oder sogar ersetzt der Artillerie Landvermesser Kompass, telescopelike mit dem Ziel, Kreis, Rechenschieber und andere Werkzeuge des Handels. GPS war auch das Herzstück des neuen Artilleriegeschütze einschließlich der Armee taktische Raketen-System, debütierte während des Golfkriegs, hatte eine Reichweite von etwa 270 Kilometer und Navstar Satelliten-Anleitung zu Hause in auf seine Ziele verwendet.

Satellitengestützte Navigation bewies seinen Mut bei der US-Armee VII Korps und XVIII Airborne Corps initiieren eine flankierende Manöver – welche verschiedenen militärischen Führer "Gegrüßet seist du Maria" oder "linken Haken" genannt – in welche Truppen weit in den Westen des Punktes im südlichen Kuwait wo die Iraker Koalitions-Truppen zum Angriff erwartet navigiert. Mit nur 3.000 GPS-Geräte für seine Kontingent von 40.000 Panzer, Bradley Kampf gegen Fahrzeuge, Haubitze Waffen und Kavallerie, fortgeschrittenen Einheiten der Armee mehr als 200 Kilometer in zwei Tagen durch weitgehend unbekannte Wüste vor der Aufnahme der irakischen Republikanischen Garde in der entscheidenden Schlacht von 73 Ostwert am 26. Februar. Die Schlacht Name bietet einen Einblick, wie viel die Koalition verlassen sich auf fortgeschrittene Navigationshilfen nur um den Feind zu erreichen – "73 Ostwert" ist eine Nord-Süd-Linie auf einer Karte mitten in der Wüste im Gegensatz zu einer Stadt, Straße oder einige andere körperliche Bezugspunkt.

GPS-jamming

Koalitionstruppen bekamen auch einen Einblick in GPSs größte Schwäche während des Golfkriegs. Irakische Streitkräfte installiert Störsender, z. B. auf Sehenswürdigkeiten wie Saddam Husseins Palästen bis hin zu verhindern, dass sie geschlagen, Mastalir sagt. Dies half das Militär frühzeitig zu erkennen, dass es weiter zu entwickeln hätte, seine lasergelenkte Munition und andere Waffen, die Ziele zu erwerben, wenn GPS nicht verfügbar ist, fügt er hinzu. Verklemmen, stört einen Empfänger Fähigkeit, Daten von den Satelliten abholen, indem Sie die Signalübertragung mehr Rauschen hinzufügen. Basteln mit dem Signal-Rausch-Verhältnis ist nicht schwierig, da wie schwachen GPS-Signalen in der Regel sind durch die Zeit sie erreichen die Erde. Solche Signale sind mit der Menge an Licht, da durch eine 25-Watt-Glühbirne verglichen worden, wie etwa 20.000 Kilometer weit zu sehen.

Verklemmen kann, zu einem gewissen Grad entgegengewirkt werden durch die Erhöhung signal-Stärke und mit Antennen, die besser zwischen Signal und Rauschen unterscheiden können. Zur gleichen Zeit jedoch erkennt das Pentagon die Gefahr sich zu stark auf satellitengestützte GPS zu verlassen. DARPA, die halfen, GPS-Empfänger in den 1980er Jahren und entwickelten Möglichkeiten zum Hinzufügen von GPS-Navigation zu Munition zu miniaturisieren, investiert jetzt in neuartiger Sensoren träge und selbstkalibrierend, die weiterhin eine Empfängerposition genau zu verfolgen, wenn Satelliten-Service nicht möglich ist. Dazu gehören die $ 50 Millionen Atomuhren mit verbessert Stabilität (ACES) Programm, tragbare, batteriebetriebene atomaren Uhren die Größe des Handys zu entwickeln. Das Ziel ist für die nächste Generation von Uhren zu 1000-Mal stabiler als die aktuellen Modelle und genau Zeit beizubehalten und Navigationsinformationen in Geräten auch beim Schneiden von Satellitenkommunikation ausgeschaltet.

Wenn DARPA Vision zum Tragen kommt, konnten militärische Einheiten eines Tages mit Atomuhren und GPS-Empfängern ausgestattet werden, zu helfen, ihren Weg durch das feindliche Gebiet zu finden.

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