كيف تعمل خريطة تداخل GPS

من أين تأتي البيانات

تبثّ الطائرات موقعها وارتفاعها وهويتها عبر ADS-B (المراقبة التابعة التلقائية – البث). ويجمع متطوعون هذه البثوث، وينشر adsb.lol مسار كل طائرة لكل يوم بوصفه سجل الكرة الأرضية (globe history).

مرة واحدة يوميًا، نحو الساعة 04:40 بتوقيت UTC، تُقرأ مسارات اليوم السابق وتُحسب كل طائرة في كل خلية سداسية عبرتها. وتُتجاهل المواقع الصادرة عن أجهزة الاستقبال الأرضية (MLAT) لأنها لا تحمل قيمة دقة. وتأخذ نقطة المسار التي لا تحمل قيمة دقة آخر قيمة للطائرة.

ما هو NACp

تبلّغ الطائرات عن دقة موقعها بوصفها فئة دقة الملاحة للموقع (NACp)، من 0 إلى 11. وتمثل كل قيمة حدًا بنسبة 95% لخطأ الموقع:

مع GPS سليم، تبلّغ الطائرات عادةً عن NACp بقيمة 8 أو أفضل. وهنا، متأثرة تعني NACp بقيمة 7 أو أقل. وتُتجاهل التقارير التي لا تتضمن NACp.

لماذا يشير انخفاض NACp إلى التداخل

يجعل التشويش أجهزة الاستقبال تفقد GPS أو تعود إلى مصادر أقل دقة. وحين تبلّغ طائرات لا صلة بينها في منطقة واحدة جميعها عن دقة منخفضة، يكون التداخل السبب المشترك المرجّح. وقد يفوت التضليل: فقد يبلّغ جهاز استقبال مخدوع عن موقع دقيق لكنه خاطئ (انظر القيود).

يوم واحد من الرحلات

تغطي كل خريطة يوم UTC واحدًا. وتُحسب الطائرة مرة واحدة في كل خلية سداسية عبرتها ذلك اليوم، وتُعدّ متأثرة فيها إذا أبلغت عن NACp بقيمة 7 أو أقل مرة واحدة على الأقل داخل تلك الخلية.

الشبكة السداسية

الخلايا السداسية ذات قمة مسطحة على مسقط ويب ميركاتور للخريطة، بنصف قطر 0.34° من خط الطول: نحو 38 كم من المركز إلى الزاوية عند خط الاستواء و22 كم عند 54° شمالًا (نحو 45 كم عرضًا هناك). وتغطي مساحة أقل كلما اقتربنا من القطبين. ولا تُرسم الخلية التي فيها أقل من 3 طائرات. ويحتاج المكان المسمّى في صفحة المنطقة إلى 10 طائرات على الأقل.

لكل خلية سداسية، مع عدّ الطائرات المتمايزة:

النسبة المتأثرة = 100 × المتأثرة ÷ (المتأثرة + غير المتأثرة)، مقرَّبة إلى منزلة عشرية واحدة. ويعتمد اللون على هذه القيمة. ويحتاج الأحمر أيضًا إلى طائرتين متأثرتين على الأقل، لذا يستطيع جهاز استقبال معطل واحد أن يجعل خلية صفراء لا حمراء أبدًا: ففي خلية فيها 10 طائرات، تكون خلية فيها طائرة متأثرة واحدة صفراء، وكذلك خلية فيها طائرتان (10% ليست أكثر من 10%)، أما 3 طائرات أو أكثر فتجعلها حمراء.

• أخضر: أقل من 3% من الطائرات متأثرة.
• أصفر: من 3% إلى 10%.
• أحمر: من 10% إلى 50%.
• بنفسجي: أكثر من 50% مع 12 طائرة متأثرة على الأقل، وهو أعلى المقياس؛ وهو نفسه البنفسجي في الطبقة السلسة.

تستخدم طبقة الرحلات تحت 5,000 قدم عتبات أعلى: أصفر ابتداءً من 8%، وأحمر فوق 20%. فالطائرات الخفيفة ذات المعدات القديمة كثيرًا ما تبلّغ عن دقة سيئة على الارتفاع المنخفض دون أي جهاز تشويش، لذا تحتاج هذه الطبقة إلى زيادة أوضح كي تُحتسب.

لا تُرسم الخلايا السداسية التي فيها أقل من 3 طائرات، لذا تعني المنطقة الفارغة أن البيانات قليلة جدًا، لا غياب التداخل. وتُرسم الخلية ذات الطائرات القليلة بلون أخف. انقر على إحداها في الخريطة لترى أعدادها.

تحسب صفحات المناطق والدول الخلايا السداسية التي يقع مركزها داخل نطاقها. والمناطق مرسومة صناديق وتتداخل (أوروبا الشرقية مع البحر الأسود، وشرق المتوسط مع الشرق الأوسط)، وتُحسب الدولة أيضًا ضمن منطقتها، لذا قد تنتمي الخلية إلى أكثر من صفحة ولا يطابق مجموع أعداد المناطق الإجمالي العالمي.

طبقات الارتفاع

يمكن حصر الخريطة في الطائرات ضمن نطاق ارتفاع باروميتري واحد: أقل من 5,000 قدم، أو من 5,000 إلى 15,000 قدم، أو من 15,000 إلى 30,000 قدم، أو فوق 30,000 قدم. ويُعدّ كل نطاق ويُلوَّن تمامًا كما تُعدّ الخريطة كلها، باستخدام الطائرات التي كانت في ذلك النطاق داخل الخلية السداسية فقط، لذا يظهر التداخل الذي يصل إلى الطائرات المنخفضة دون تلك التي في ارتفاع الإبحار (أو العكس) فرقًا بين الطبقات. وتُحسب الطائرة التي تصعد أو تهبط عبر خلية في كل نطاق مرّت به، لذا لا تُجمع النطاقات لتطابق أعداد كل الارتفاعات. والطائرات على الأرض أو التي لا تبلّغ عن ارتفاع موجودة في خريطة كل الارتفاعات فقط. ويحتاج كل نطاق إلى 3 طائرات على الأقل في الخلية، لذا تبدو الطبقة المنخفضة متقطعة فوق البحر المفتوح. وتعرض الأيام المحفوظة قبل تسجيل الارتفاعات كل الارتفاعات فقط.

تلمّح مقارنة الطبقات إلى المصدر: على الارتفاع المنخفض فقط يوحي بمرسِل محلي منخفض القدرة؛ والوصول إلى الارتفاع يوحي بمرسِل قوي أو بعيد. انظر صفحة الأسباب.

تصنيف السبب المرجّح

تُظهر الخلية السداسية التي فيها أي طائرات متأثرة سببًا مرجّحًا عند النقر عليها. وهو تخمين من الأدلة المحيطة بالخلية، لا قياس. وتزنه الخريطة بهذا الترتيب:

• المناطق الثابتة. التشويش بسبب النزاعات داخل مناطق ثابتة حول النزاعات الحالية (في وسط أوروبا فقط حيث يكون ثلث الخلايا المحيطة على الأقل أحمر) والتشويش الدفاعي حول موسكو ونوفوسيبيرسك. وتنتشر أسماء النزاعات أيضًا: تنضم خلية صفراء أو حمراء إلى نزاع حين يكون 3 على الأقل من جاراتها الست صفراء أو حمراء وتحمل إحداها الاسم بالفعل، حتى 4 حلقات (نحو 250 كم) خارج المنطقة.
• الاختبارات والتمارين عند ميادين الاختبار المسمّاة (نيفادا ويوتا وجنوب أريزونا وChina Lake وEdwards وWhite Sands وSalisbury Plain وSpadeadam) والخلية حول كل منها، ما لم تكن مدينة كبرى قريبة. فالمدينة تأتي أولًا.
• طبقات الارتفاع، تُقرأ عبر الخلية وجاراتها المتأثرة ضمن خليتين، لأن الخلية الواحدة نادرًا ما يتوافر فيها عدد كافٍ من الطائرات في الأعلى. وتعني قراءة «على ارتفاع منخفض فقط» تداخلًا من جهات خبيثة (أو تضاريس جبلية في سلسلة كبرى بعيدًا عن البلدات)؛ ويعني الوصول إلى الارتفاع مصدرًا قويًا أو بعيدًا. وحين لا يوجد نمط واضح، تعني مدينة كبرى قريبة جهات خبيثة.
• خط أساس إقليمي. تُعدّ البقعة الواسعة من الخلايا الصفراء القريبة من المعدل المعتاد للمنطقة المحيطة بها (ضمن 5 خلايا، بين 3% و10% متأثرة، وبما لا يقل عن 30 طائرة في الخلية و300 في المنطقة، ولا تتجاوز أي خلية 1.6 ضعف المعدل، وتبعد أكثر من 4 خلايا عن منطقة نزاع أو منطقة دفاعية) انخفاضًا واسعًا في الدقة، وتعرض النافذة المنبثقة المعدل المعتاد. ويُفحص بعد قراءة الارتفاع المنخفض فقط، لذا يظل المصدر المحلي المنخفض ظاهرًا. ولا يتحقق بعدُ من أن المعدل ثابت من يوم إلى يوم.
• طقس الفضاء عند خط عرض 60° أو أكثر، بعيدًا عن المدن.
• الطائرات والمعدات فقط للبقعة الصغيرة (خمس خلايا سداسية أو أقل) التي فيها ثلاث طائرات متأثرة على الأكثر في كل خلية. أما البقعة الأكبر التي لا تفسير آخر لها فتُعدّ سببًا غير واضح.

وأخيرًا، تأخذ الخلية التي لا تملك أدلة كافية بنفسها (أقل من 8 طائرات، أو عدد قليل جدًا منها في الأعلى بحيث لا يُقرأ) التصنيف الذي تشترك فيه أغلب جاراتها الصفراء أو الحمراء، كي لا تتناقض الخلايا المتلاصقة. وتشرح صفحة الأسباب كل واحد منها.

الأيام المحفوظة

تُحفظ خريطة كل يوم تحت تاريخ رحلاتها. اختر يومًا على الخريطة، أو اقرأه من واجهة البرمجة (API).

القيود والإيجابيات الكاذبة

• الدقة المنخفضة ليست دليلًا على التشويش. فقد تخفض الإلكترونيات المعطلة أو جهاز الاستقبال المفصول أو الهوائي المحجوب قيمة NACp.
• قد يكون الخط الضيق طائرة واحدة. فالطائرة التي مرّت بتشويش قد تواصل الإبلاغ عن دقة منخفضة حتى تُعاد تهيئة أنظمتها على الأرض. ولا تستطيع الصفحة تتبع طائرة واحدة، لذا تبحث عن الشكل: سلسلة من ست خلايا سداسية صفراء متصلة أو أكثر، في كل منها طائرة أو طائرتان متأثرتان، تحيط بها خلايا خضراء في الغالب ولا يوجد أحمر. وتذكر النافذة المنبثقة للخلية ذلك؛ ولا تتغير الألوان ولا النسب ولا الأسباب.
• قد يفوت التضليل. فقد يبلّغ جهاز استقبال مخدوع عن موقع دقيق لكنه خاطئ.
• تُظهر الخلايا السداسية الطائرات لا أجهزة البث. فالطائرات تلتقط إشارات من مئات الكيلومترات؛ ولا تستطيع الخريطة تحديد موقع مصدر، ولا التمييز بين التشويش والتضليل، ولا تحديد المسؤول.
• متأخرة بيوم. تعرض الخريطة رحلات اليوم السابق، لذا يظهر تداخل اليوم صباح الغد.
• التغطية غير متكافئة. تغيب المناطق التي فيها أجهزة استقبال أو رحلات قليلة، والطائرات التي لا تحمل ADS-B.
• تأثيرات طبيعية. قد يخفض النشاط الشمسي دقة GPS أيضًا، ولا سيما عند خطوط العرض العالية.

المصادر والشكر

بيانات الطائرات: سجل الكرة الأرضية (globe history) في adsb.lol، بموجب رخصة قواعد البيانات المفتوحة (ODbL). الخريطة الأساسية © MapTiler © مساهمو OpenStreetMap. وتتبع الطريقة تلك التي اشتهرت بها GPSJAM.

الأسئلة الشائعة مجاب عنها في صفحة حول.