GPS mất độ tin cậy khi thiết bị gây nhiễu ngày càng phổ biến

Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) – nền tảng định vị được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới – đang phải đối mặt với những thách thức lớn khi các thiết bị gây nhiễu và giả mạo tín hiệu ngày càng xuất hiện nhiều. Thực trạng này khiến nhiều lĩnh vực quan trọng như hàng không, vận tải biển, viễn thông hay quân sự phải tìm kiếm những phương án định vị khác nhằm đảm bảo an toàn và độ chính xác.

Một trong những vấn đề đáng lo ngại là sự gia tăng của các khu vực bị gián đoạn tín hiệu GPS trên toàn cầu. Các thiết bị gây nhiễu hiện nay có kích thước nhỏ gọn, giá thành thấp nhưng lại đủ khả năng làm suy yếu hoặc làm mất tín hiệu định vị vốn rất yếu được truyền từ các vệ tinh ở độ cao khoảng 19.312 km so với Trái đất.

Ban đầu, những thiết bị này chủ yếu được sử dụng với mục đích quân sự, chẳng hạn như ngăn chặn máy bay không người lái hoặc làm lệch hướng các loại vũ khí dẫn đường. Tuy nhiên, theo thời gian, phạm vi ảnh hưởng của chúng đã vượt ra ngoài mục tiêu ban đầu và bắt đầu tác động đến nhiều hoạt động dân sự.

Ami Daniel, Giám đốc điều hành công ty tin tức hàng hải Windward, cho rằng hiện tượng “vô hiệu hóa GPS” đang khiến khu vực Trung Đông trở nên rủi ro hơn trong bối cảnh căng thẳng giữa Mỹ và Iran leo thang.

Tại Bắc Âu, tình trạng gây nhiễu tín hiệu cũng đã ảnh hưởng trực tiếp đến ngành hàng không. Một số chuyến bay buộc phải quay đầu khi hệ thống GPS gặp trục trặc gần khu vực sân bay. Trong một trường hợp khác, máy bay chở Chủ tịch Ủy ban châu Âu cũng phải thay đổi điểm hạ cánh do tín hiệu định vị bị gián đoạn.

Trong lĩnh vực quân sự, tác động của việc gây nhiễu GPS thậm chí còn rõ rệt hơn. Theo tài liệu gửi Quốc hội Mỹ, tỷ lệ chính xác của một loại vũ khí dẫn đường bằng vệ tinh do Mỹ cung cấp cho Ukraine đã giảm mạnh, từ mức 70% xuống còn khoảng 6% sau khi Nga triển khai các hệ thống gây nhiễu GPS trên diện rộng. Bên cạnh việc gây nhiễu, một số quốc gia còn áp dụng kỹ thuật giả mạo tín hiệu, phát ra dữ liệu GPS sai lệch nhằm đánh lừa thiết bị thu tín hiệu.

Những diễn biến này khiến hệ thống GPS – công nghệ được Mỹ phát triển từ thời kỳ chạy đua không gian trong thế kỷ 20 – dần lộ rõ những điểm yếu. Dù vẫn có độ chính xác cao trong điều kiện bình thường, GPS phụ thuộc vào tín hiệu vệ tinh rất yếu, khiến hệ thống dễ bị can thiệp từ bên ngoài.

Trước thực tế đó, các nhà khoa học và doanh nghiệp công nghệ đang tích cực nghiên cứu những phương án định vị thay thế nhằm giảm sự phụ thuộc vào GPS.

Một trong những công nghệ được quan tâm là hệ thống dẫn đường quán tính. Phương pháp này sử dụng các cảm biến như con quay hồi chuyển để đo gia tốc và tính toán vị trí dựa trên chuyển động của thiết bị. Trước khi GPS phổ biến, Bộ Quốc phòng Mỹ từng áp dụng công nghệ này để đảm bảo tên lửa đạn đạo có thể xác định mục tiêu chính xác.

Các phiên bản hiện đại của hệ thống này đã thay thế con quay cơ học bằng công nghệ quang học, giúp nâng cao độ chính xác và gần như miễn nhiễm với tình trạng gây nhiễu. Tuy nhiên, chi phí triển khai vẫn rất cao nên chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực quân sự hoặc các phương tiện chuyên dụng.

Một số doanh nghiệp đang nỗ lực thu nhỏ và thương mại hóa công nghệ này. Mario Paniccia, Giám đốc điều hành Anello Photonics, cho biết công ty của ông đã phát triển một hệ thống dẫn đường quán tính dạng khối lập phương có kích thước chỉ khoảng 2,5 cm. Thiết bị tiêu thụ rất ít năng lượng và có thể tích hợp trên các phương tiện như máy bay không người lái.

Bên cạnh đó, các nhà nghiên cứu cũng đang thử nghiệm phương pháp định vị dựa trên từ trường Trái đất. Dưới bề mặt hành tinh tồn tại nhiều dị thường từ tính hình thành từ cấu trúc địa chất. Bằng cách đo đạc những biến đổi này và đối chiếu với bản đồ từ trường, thiết bị có thể xác định vị trí ngay cả khi không có tín hiệu GPS.

Một hướng tiếp cận khác là định vị bằng hình ảnh. Công nghệ này hoạt động bằng cách so sánh hình ảnh thu được từ camera với bản đồ địa hình để xác định vị trí của thiết bị. Dù phương pháp này đã xuất hiện từ nhiều thập kỷ trước, sự phát triển của trí tuệ nhân tạo và khả năng xử lý dữ liệu hiện đại đang giúp nó trở nên hiệu quả hơn.

Dù nhiều giải pháp thay thế đang được nghiên cứu, các chuyên gia cho rằng GPS vẫn chưa thể bị thay thế hoàn toàn trong tương lai gần. Thay vào đó, hệ thống định vị trong tương lai nhiều khả năng sẽ là sự kết hợp của nhiều công nghệ khác nhau nhằm đảm bảo độ chính xác và khả năng hoạt động ổn định trong mọi điều kiện.