GPS ఉపగ్రహ గడియారాలు రోజుకు 38 మైక్రోసెకన్లు ముందుకు పోతాయి, వ్యవస్థను అమెరికా అంతరిక్ష దళం నడుపుతుంది, భారత నావిక్‌లో మూడు నావిగేషన్ ఉపగ్రహాలే మిగిలాయి

ఫోన్ తానెక్కడ ఉందో తెలుసుకునేది భూమికి సుమారు 20,200 కి.మీ. ఎత్తులోని ఉపగ్రహాల రేడియో సంకేతాల సమయాన్ని కొలిచి, అందుకు కనీసం నాలుగు ఉపగ్రహాలు కనిపించాలి. ప్రతి సంకేతం ఉపగ్రహం స్థానాన్ని, అది పంపిన క్షణాన్ని మోసుకొస్తుంది. పంపడానికి, చేరడానికి మధ్య ఆలస్యాన్ని కాంతి వేగంతో గుణిస్తే దూరం వస్తుంది.

కాంతి వేగాన్ని సెకనుకు 186,000 మైళ్లుగా NOAA సముద్ర సేవ ఇస్తుంది. అంటే ఒక మైక్రోసెకనులో, అంటే సెకనులో పదిలక్షలో వంతులో, సుమారు 300 మీటర్ల ప్రయాణం, కాబట్టి ఒక మైక్రోసెకను సమయ తేడా ఉన్న రిసీవర్ సుమారు 300 మీటర్లు తప్పుతుంది.

నాలుగు ఉపగ్రహాలు, మూడు నిరూపకాలు, ఒక తప్పు గడియారం

రిసీవర్ సొంత గడియారం ఖచ్చితమైనదైతే మూడు ఉపగ్రహాల దూరాలు అంతరిక్షంలో ఒక బిందువును నిర్ధారిస్తాయి. అది ఖచ్చితమైనది కాదు, కాబట్టి గడియార దోషం నాలుగో తెలియని విలువ అవుతుంది. ఆ దోషాన్ని సరిదిద్దడానికే నాలుగో ఉపగ్రహం ఉందని NOAA చెప్తుంది.

అమెరికా ప్రభుత్వ అధికారిక సైట్ GPS.gov, GPSను అమెరికా యాజమాన్యంలోని ఉచిత, అందరికీ తెరిచి ఉన్న సేవగా వర్ణిస్తుంది. దాన్ని అమెరికా అంతరిక్ష దళం నడుపుతూ, నిర్వహిస్తుందని చెప్తుంది.

డిజైన్ 24 స్లాట్లది: ఆరు కక్ష్యా తలాలు, ప్రతిదానిలో నాలుగు స్లాట్లు, ప్రతి ఉపగ్రహం రోజుకు రెండుసార్లు భూమిని చుడుతుంది. కనీసం 24 ఉపగ్రహాలను 95 శాతం సమయం పనిచేసేలా ఉంచుతామని అమెరికా హామీ ఇస్తుంది. GPS.gov ప్రచురించిన చివరి లెక్క, 2023 జూలై 3 నాటిది, 31.

ఖచ్చితత్వంపై, ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ నావిగేషన్‌ను ఉటంకిస్తూ, తెరిచి ఉన్న ఆకాశం కింద స్మార్ట్‌ఫోన్ సాధారణంగా తన స్థానాన్ని 4.9 మీటర్ల (16 అడుగుల) లోపు నిర్ధారిస్తుందని GPS.gov చెప్తుంది. రెండు పౌనఃపున్యాలను లేదా కరెక్షన్ సేవలను ఉపయోగించే వృత్తిపరమైన రిసీవర్లు నిజ సమయంలో కొన్ని సెంటీమీటర్లకు చేరతాయి. ప్రభుత్వ అధికారిక హామీ మరింత ఇరుకైనది, అది ఫోన్‌ది కాదు సంకేతానికి సంబంధించినది: రోజువారీ ప్రపంచ సగటు పరిధి దోషం 95 శాతం సమయం 2.0 మీటర్లు లేదా అంతకంటే తక్కువ. 2021 ఏప్రిల్ 20న అది 0.643 మీటర్లు లేదా అంతకంటే మెరుగ్గా కొలవబడింది.

గడియారాలను ఉద్దేశపూర్వకంగా తప్పుగా పెడతారు

ఉపగ్రహ గడియారం నేలమీది గడియారం వేగంతో కొట్టుకోదు, ఐన్‌స్టీన్ సిద్ధాంతాలు అంచనా వేసే రెండు కారణాల వల్ల. వేగం గడియారాన్ని నెమ్మదింపజేస్తుంది, GPS ఉపగ్రహానికి రోజుకు సుమారు 7 మైక్రోసెకన్లు. ఆ ఎత్తులో బలహీనమైన గురుత్వాకర్షణ దాన్ని వేగవంతం చేస్తుంది, సుమారు 45 మైక్రోసెకన్లు. నికరంగా రోజుకు సుమారు 38 మైక్రోసెకన్ల లాభం, ప్రతాప్ మిశ్రా GPS వరల్డ్‌లో రాసిన ప్రకారం.

సరిదిద్దకపోతే అది త్వరగా పోగవుతుంది. ఒక్క రోజులో పోగయ్యే ఉపగ్రహ గడియార దోషాలు 11 కి.మీ.కు పైగా నావిగేషన్ దోషాలను కలిగిస్తాయని కొలరాడో యూనివర్సిటీ, బౌల్డర్‌కు చెందిన భౌతికశాస్త్రవేత్త నీల్ యాష్బీ 2002లో ఫిజిక్స్ టుడేలో రాశాడు.

అందుకే ప్రయోగానికి ముందే గడియారాలను తప్పుగా సెట్ చేస్తారు. నికర కరెక్షన్ రుణాత్మకమని, 10.23 మెగాహెర్ట్జ్ ఆధార పౌనఃపున్యానికి పది బిలియన్ భాగాలకు 4.4645 చొప్పున వర్తిస్తుందని యాష్బీ చెప్తాడు. గడియారాన్ని 10.22999999543 మెగాహెర్ట్జ్‌కు సెట్ చేస్తారని, అంటే దానికంటే కొంచెం తక్కువ, అని మిశ్రా అంటాడు.

సమాధానం గురించి ఇంజనీర్లకు ఖచ్చితత్వం లేదని కూడా యాష్బీ నమోదు చేశాడు. మొదటి ఉపగ్రహం ఎగరడానికి ముందు, ఒక ఆఫ్‌సెట్ అవసరమని వారికి తెలుసు కానీ దాని పరిమాణం గురించి, చివరకు దాని గుర్తు గురించి కూడా సందేహం ఉండేదని, అందుకే సాధ్యమైన పరిధి మొత్తాన్ని కవర్ చేయగల సింథసైజర్లను అమర్చారని అతడు రాశాడు. ఆ ఉపగ్రహ గడియారం మూడు వారాలు నడిచాక, కొలిచిన మార్పు పది బిలియన్ భాగాలకు 4.425, లెక్కకు 1 శాతం లోపే.

నాలుగు ప్రపంచ వ్యవస్థలు, రెండు ప్రాంతీయ వ్యవస్థలు

మిగిలిన వాటిని GPS.gov జాబితా చేస్తుంది. రష్యా గ్లోనాస్ రష్యన్ ఫెడరేషన్ యాజమాన్యంలో, నిర్వహణలో ఉంది, 24 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఉపగ్రహాలు ఉన్నాయి. గెలీలియో యూరోపియన్ యూనియన్ యాజమాన్యంలో, నిర్వహణలో ఉంది, 2016లో ప్రారంభ సేవలను ప్రకటించింది. చైనా బైడూ 2020లో అధికారికంగా ప్రారంభించబడింది, దాని కార్యాచరణ వ్యవస్థలో 35 ఉపగ్రహాలు ఉన్నాయి. ఈ వ్యవస్థలను పరస్పరం పూరకమైనవి, స్వతంత్రమైనవి అని GPS.gov అంటుంది.

రెండు ప్రాంతీయమైనవి. భారతదేశ నావిక్ ఏడు ఉపగ్రహాలతో జాబితా చేయబడింది, భారతదేశాన్ని, ప్రధాన భూభాగం దాటి 1,500 కి.మీ. వరకు కవర్ చేసేలా రూపొందించబడింది. జపాన్ QZSS జపాన్ ప్రభుత్వ యాజమాన్యంలో ఉండి, QZS సిస్టమ్ సర్వీస్ అనే కంపెనీ నడుపుతుంది, ఏడు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఉపగ్రహాలతో తూర్పు ఆసియా, ఓషియానియాపై కవరేజీని మెరుగుపరుస్తుంది.

గెలీలియోను ESA 30 ఉపగ్రహాలుగా వర్ణిస్తుంది, వాటిలో మూడు విడివి, GPS కంటే ఎక్కువ ఎత్తు అయిన 23,222 కి.మీ.లో ఎగురుతాయి. ప్రతిదానికీ నాలుగు గడియారాలు ఉన్నాయి, రెండు రకాల్లో చెరో రెండు. మాస్టర్ గడియారం ఒక నిష్క్రియ హైడ్రోజన్ మేజర్, ఇది 12 గంటల్లో 0.45 నానోసెకన్ల లోపు సమయాన్ని పాటిస్తుందని ESA చెప్తుంది. బ్యాకప్ రుబిడియం గడియారం, 12 గంటల్లో 1.8 నానోసెకన్ల లోపు ఖచ్చితమైనది.

జామింగ్ సంకేతాన్ని ముంచేస్తుంది, స్పూఫింగ్ అబద్ధం చెప్తుంది

యూరోపియన్ యూనియన్ ఏవియేషన్ సేఫ్టీ ఏజెన్సీ, EASA, రెండింటినీ నిర్వచిస్తుంది. జామింగ్ అంటే ఉద్దేశపూర్వకమైన రేడియో జోక్యం, అది రిసీవర్లు ఉపగ్రహ సంకేతాలను లాక్ చేయకుండా ఆపుతుంది. స్పూఫింగ్ అంటే నకిలీ ఉపగ్రహ సంకేతాలను ప్రసారం చేయడం, దాంతో రిసీవర్ తప్పు స్థానాన్ని, నావిగేషన్‌ను లేదా సమయాన్ని లెక్కిస్తుంది.

ఈ అంశంపై తన బులెటిన్‌ను EASA మొదట 2022 మార్చి 17న ప్రచురించింది, ఇటీవలి జామింగ్, స్పూఫింగ్ సంఘటనల విశ్లేషణ అని అది పిలిచిన దాని తర్వాత 2026 జూలై 3న నాలుగో సవరణ జారీ చేసింది. దాని వెబ్ పేజీ మధ్యధరా, నల్ల సముద్రం, మధ్యప్రాచ్యం, బాల్టిక్ సముద్రం, ఆర్కిటిక్‌లను సున్నితమైన ప్రాంతాలుగా పేర్కొంటుంది, ప్రభావితమైన ఫ్లైట్ ఇన్ఫర్మేషన్ ప్రాంతాల జాబితాను ప్రతి వారం నవీకరిస్తుంది. GPS.gov, తన వైపు నుంచి, రేడియో జోక్యాన్ని, జామింగ్‌ను GPS ఖచ్చితత్వం తగ్గడానికి తక్కువగా కనిపించే కారణాల్లో, అడ్డుపడిన దృశ్యం, ప్రతిబింబించిన సంకేతాల వెనుక జాబితా చేస్తుంది.

సముద్రంపై స్పూఫింగ్ ఎంత సులభమో ఒక విశ్వవిద్యాలయం చూపించింది. 2013 జూన్‌లో టాడ్ హంఫ్రీస్ నేతృత్వంలోని యూనివర్సిటీ ఆఫ్ టెక్సాస్ ఎట్ ఆస్టిన్ బృందం, ఇటలీ తీరానికి సుమారు 30 మైళ్ల దూరంలో 213 అడుగుల యాచ్ వైట్ రోజ్ ఆఫ్ డ్రాక్స్‌పై బ్రీఫ్‌కేస్ పరిమాణం పరికరాన్ని ఉపయోగించింది. నకిలీ పౌర GPS సంకేతాలు నిజమైన వాటిని అధిగమించి, అలారం మోగకుండానే ఓడ నావిగేషన్‌ను స్వాధీనం చేసుకున్నాయి. యాచ్ ఉద్దేశించిన మార్గానికి కొన్ని వందల మీటర్ల దూరంలో సమాంతర మార్గంలో తేలింది. ఓడ తిరిగిందని, సిబ్బంది దాన్ని అనుభవించగలిగారని, కానీ చార్ట్ డిస్‌ప్లే ఒక సరళ రేఖను మాత్రమే చూపించిందని హంఫ్రీస్ చెప్పాడు.

ఢిల్లీ సమీపంలో విమానాలు, ప్లోవ్డివ్ దగ్గర ఒక విమానం

యూరోపియన్ కమిషన్ అధ్యక్షురాలు ఉర్సులా వాన్ డెర్ లేయన్ ప్రయాణిస్తున్న విమానం బల్గేరియాలోని ప్లోవ్డివ్ దగ్గరకు వస్తుండగా GPS పోయిందని అసోసియేటెడ్ ప్రెస్ 2025 సెప్టెంబరు 1న నివేదించింది. బల్గేరియా పౌర విమానయాన అథారిటీ పైలట్లకు బ్యాకప్ సాధనాలతో దిగమని చెప్పింది, విమానం సురక్షితంగా దిగింది. కమిషన్ ప్రతినిధి అరియానా పొడెస్టా GPS జామింగ్‌ను ధృవీకరించింది, “రష్యా చేసిన స్పష్టమైన జోక్యం” అని బల్గేరియా అధికారులు అనుమానిస్తున్నారని చెప్పింది. బల్గేరియా సొంత ప్రకటన ఉపగ్రహ సంకేతం అంతరాయం పొందిందని మాత్రమే చెప్పింది.

ఈ ఆపాదింపు వివాదాస్పదమైనది. 2025 సెప్టెంబరు 4న రష్యా విదేశాంగ శాఖ ప్రతినిధి మరియా జఖారోవా ఆ ఆరోపణను “హాస్యాస్పదం”, “100% అబద్ధం” అని పిలిచింది, టేకాఫ్ నుండి ల్యాండింగ్ వరకు విమానం మంచి GPS సంకేత నాణ్యతను నివేదించిందని Flightradar24 డేటా చూపిందని చెప్పింది. 2025 ఆగస్టులో రష్యా సరిహద్దు వెంట కనీసం మూడు జామింగ్ హాట్‌స్పాట్‌లను లాట్వియా ఎలక్ట్రానిక్ కమ్యూనికేషన్స్ ఆఫీస్ గుర్తించిందని అదే AP నివేదిక చెప్తుంది.

భారతదేశానికీ సొంత రికార్డు ఉంది. 2025 డిసెంబరు 1న రాజ్యసభకు ఇచ్చిన లిఖిత సమాధానంలో, ఢిల్లీ ఇందిరా గాంధీ అంతర్జాతీయ విమానాశ్రయంలో రన్‌వే 10కి చేరుతున్న విమానాలు GPS స్పూఫింగ్‌ను నివేదించి, ప్రత్యామ్నాయ విధానాలను ఉపయోగించాయని పౌర విమానయాన మంత్రి కె. రామ్మోహన్ నాయుడు చెప్పారు. సంప్రదాయ నావిగేషన్ సాధనాలపై ఆధారపడే ఇతర రన్‌వే చివరల్లోని విమానాలకు ప్రభావం కలగలేదు. కోల్‌కతా, అమృత్‌సర్, ముంబై, హైదరాబాద్, బెంగళూరు, చెన్నై నుండి GNSS జోక్యం నివేదికలు వస్తున్నాయని ఆయన చేర్చారు. ఢిల్లీ విమానాశ్రయం చుట్టూ ఇలాంటి సంఘటనలను నిజ సమయంలో నివేదించడానికి డైరెక్టరేట్ జనరల్ ఆఫ్ సివిల్ ఏవియేషన్ అంతకు ముందు నెల ఒక విధానాన్ని జారీ చేసింది. ఆ సమాధానంపై ఆల్ ఇండియా రేడియో కథనం సంకేతాల మూలాన్ని పేర్కొనలేదు.

భారతదేశ ప్రాంతీయ వ్యవస్థ, అది ఎదురుచూస్తున్న ఉపగ్రహం

నావిక్‌ను భారతదేశం అభివృద్ధి చేస్తున్న స్వతంత్ర ప్రాంతీయ వ్యవస్థగా ఇస్రో కార్యక్రమ పేజీ వర్ణిస్తుంది, దాని ప్రాథమిక సేవా ప్రాంతం భారతదేశ సరిహద్దు దాటి 1,500 కి.మీ. వరకు ఉంటుంది. అక్కడ ఆశించిన స్థాన ఖచ్చితత్వం 20 మీటర్ల కంటే మెరుగ్గా ఉంటుందని, అందరు వినియోగదారులకూ ఓపెన్ సర్వీస్‌కు తోడు, అధీకృత వినియోగదారుల కోసం ఎన్‌క్రిప్ట్ చేసిన పరిమిత సేవ కూడా ఉందని అది చెప్తుంది. 2026 సెప్టెంబరు 29న నివేదించిన ది వీక్, 1999 కార్గిల్ యుద్ధం సమయంలో భారతదేశం విదేశీ యాజమాన్యంలోని ఉపగ్రహ నావిగేషన్‌పై ఆధారపడటాన్ని దీని వెనుక ఉన్న గుణపాఠంగా చూపిస్తుంది.

రెండు ఎదురుదెబ్బలు సంఖ్యను తగ్గించాయి. 2025 జనవరి 29న ప్రయోగించిన NVS-02 తన పని కక్ష్యను చేరలేదు: కక్ష్యను పెంచే థ్రస్టర్లలోకి ఆక్సిడైజర్‌ను పంపే వాల్వులు తెరుచుకోలేదని, దాంతో ఆరోగ్యంగా ఉన్న ఉపగ్రహం దీర్ఘవృత్తాకార కక్ష్యలో మిగిలిపోయిందని ఇస్రో మిషన్ పేజీ చెప్తుంది. 2026 మార్చిలో IRNSS-1F అణు గడియారం ఆగిపోయిందని, ఇస్రోను ఉటంకిస్తూ ఇన్‌సైడ్ GNSS చెప్తుంది. ఆ ఉపగ్రహం ఏకదిశ సందేశాలు వంటి పరిమిత సేవలకు ఇంకా ఉపయోగపడుతుంది, కానీ ఖచ్చితమైన ఆన్‌బోర్డ్ సమయంపై ఆధారపడే ప్రామాణిక నావిగేషన్‌కు ఇక సహకరించదు.

దాంతో ఉపయోగపడే నావిక్ ఉపగ్రహాలు మూడు మిగులుతాయి: IRNSS-1B, IRNSS-1I, NVS-01, అని ది వీక్ నివేదిస్తుంది. స్వతంత్రంగా స్థానం తెలుసుకోవడానికి నాలుగు కావాలి. ది వీక్ ఉటంకించిన అంతరిక్ష, రక్షణ విశ్లేషకుడు గిరీష్ లింగన్న దాన్ని ఇలా చెప్పాడు: “నాలుగు తెలియని విలువలకు నాలుగు ఉపగ్రహాలు కావాలి.” ఇస్రో దగ్గర NVS-03 2026 ఆగస్టు నుండి శ్రీహరికోట ప్రయోగ స్థలంలో ఉంది, దాన్ని 2026 అక్టోబరు మధ్యలో GSLV Mk II పై ప్రయోగించాలని ప్రణాళిక ఉందని ది వీక్ నివేదిస్తుంది. NVS-04, NVS-05 అభివృద్ధి చివరి దశలో ఉన్నాయని అంతరిక్ష శాఖ సహాయ మంత్రి జితేంద్ర సింగ్ జూలైలో లోక్‌సభకు చెప్పారు.

NVS-03 రుబిడియం అణు గడియారాలను మోస్తుంది, వాటిలో కొన్ని భారతదేశంలో తయారైనవి, కొన్ని దిగుమతి చేసుకున్నవి, సాధారణ GPS రిసీవర్లు ఇప్పటికే ఉపయోగించే L1 బ్యాండ్‌లో ప్రసారం చేస్తుంది. భారతదేశ మొదటి స్వదేశీ అణు గడియారం 2023 మేలో NVS-01లో ఎగిరింది. NVS-03 తన స్లాట్‌కు చేరిన తర్వాత, ది వీక్ నాలుగు పనిచేసే నావిక్ ఉపగ్రహాలను లెక్కిస్తుంది.