קשה לדמיין בעידן הפרנואי הזה של האזנת סתר אלקטרונית, כריית נתונים ושלל תוכניות ריגול דיגיטליות על ידי אזרחים מרושעים, תאגידים וממשלת האח הגדול, אבל בתקופה מסוימת הצבא נלחם באופן פעיל נגד הטמעת טכנולוגיית הריגול החשובה ביותר בכל הזמנים.GPS.

לא רק שהצבא הסכים לבסוף לבנות את מערכת ה-GPS, אלא "הרוס את החומה הזו!" הנשיא רונלד רייגן הנחה את משרד ההגנה להסיר את סיווגו וכן לסייע באופן פעיל ולסייע לפיתוח GPS מסחרי.

[seealso slug="first-cellphone-on-sale"]

כתוצאה מפתיחות ה-GPS של הממשלה, בסוף השבוע אנו מציינים את יום השנה ה-25 למכשיר ה-GPS הידני הראשון לצרכן. ב-25 במאי, 1989, נשלחו מכשירי Magellan GPS NAV 1000 הראשונים לקמעונאים. כף היד בגודל 8.75 x 3.5 x 2.25 אינץ', 1.5 פאונד עמיד למים וצף נראה כמו מחשבון גדול עם זרוע אנטנה מסתובבת מחוברת. הוא כלל צג LCD רב-קו, פעל במשך כמה שעות על שש סוללות AA, ונמכר ב-3,000 דולר. [הערת המחבר: הבעלים הנוכחיים שלמגלן, MiTAC International, לא בטוחים בתאריך המכירה המדויק של ה-NAV 1000, אז עשו את הניחוש הטוב ביותר כדי לחגוג את יום השנה.]

בין לבין, שני אסונות אוויר מסיביים וטרגיים - ההפלה של טיסה 007 של קוריאן איירליינס על ידי הרוסים ב-1 בספטמבר 1983 ואסון המעבורת צ'לנג'ר ב-28 בינואר 1986 - האיצו לסירוגין ואז עיכבו את פיתוח ה-GPS לצרכנים.

מקורות GPS

ד"ר איבן גטינג, סגן נשיא למחקר בריית'און, קידם לראשונה את הרעיון של שימוש במערכת לוויינים כדי לעקוב אחר כל עצם נע ב-1960, לאחר ה-4 באוקטובר 1957 של ברית המועצות,השקת ספוטניק. בתחילת שנות ה-70, הופיעו כמה רעיונות מתחרים ל-GPS, ופרויקטי הלחימה גרמו לשיתוק צבאי עד לפגישת סוף שבוע מטורפת של ארבע שעות בנובמבר 1972 בין המפקד השלישי במחלקת ההגנה,ד"ר מלקולם ר. קארי, וד"ר ברדפורד פרקינסון, קולונל נלהב בן 37 ​​של חיל האוויר ובוגר MIT וסטנפורד.

לאחר שמועצת סקירת DoD הצביעה על סיום הפרויקט באוגוסט 1973, קארי שכנע את פרקינסון להקים מחדש את GPS כפרויקט שירותים משותף.

במהלך סוף השבוע הבא של יום העבודה, פרקינסון תפס את עצמו בפנטגון עם תריסר מהנדסים מהצבא וממספר אוניברסיטאות. עד יום שני בבוקר, 3 בספטמבר, הפיקה הקבוצה מאמר בן שבעה עמודים המתאר את מה שיהפוך בסופו של דבר למערכת ה-GPS.

פרקינסון בילה את שלושת החודשים הבאים בשכנוע הכוחות. לבסוף, אותה מועצת ביקורת הגנה שדחתה את פרקינסון ארבעה חודשים קודם לכן נתנה לו את האישור.

לאחר חמש שנים וכמה ניסיונות נוספים להרוג את הפרויקט, התעקשותו של פרקינסון השתלמה. ב-22 בפברואר 1978, הראשוןNAVSTAR Block I לווין GPSהושק בהצלחה. בתוך שמונה שנים, היו שש ציפורי GPS עובדות שהסתובבו סביב הגולה הכחולה שלנו של כוכב לכת.

אבל האנשים היחידים שיכלו לנצל את מערכת הניווט הלווינית החדשה הזו היו הצבא, ומאוחר יותר, שולחים מסחריים ואנשים עשירים עם יאכטות שיכולים להרשות לעצמם מקלט 12 וולט בגודל מחשב נייד.

המייסד טאק ולהקת ה-GPS העליזה שלו

כמו כן, פגע מעל השיש הכחול הגדול שלנו בתחילת שנות ה-80, מהנדס תקשורת, יזם סדרתי וטייס נלהב בשםאד טאק. טאק, שניהל חברת הון סיכון קטנה, היה טס במעלה ובמורד חופי קליפורניה מתוסכל מהצורך לנווט לשדות תעופה קטנים וקשה למצוא ללא מגדלים.

בתחילת 1986, טאק הקים חברת הון סיכון נוספת בשם Boundary Fund במערב קובינה, קליפורניה. טאק היה מודע למערכת ה-GPS החדשה ולפוטנציאל שלה; שבועיים לאחר ההסובייטים הפילו את KAL007, הנשיא רייגן הוציא הנחיה לבטל את הסיווג של GPS ולעודד את הפיתוח המסחרי שלו בתקווה למנוע אסון תעופה דומה בעתיד.

מה שטאק רצה היה מכשיר GPS נייד שיכול לומר לו היכן הוא נמצא בזמן שהוא טס. בעודו מחפש עזרה ליצור את מכשיר הניווט החלומי שלו, טאק הוצג בפני זוג בחורים: מומחה החומרה דון ריאה ומומחה התוכנה נורם האנט, שניהל את Omicron Labs, חברת ייעוץ להנדסת ניווט אלקטרונית קטנה בסנטה אנה, קליפורניה. שנה קודם לכן, בערב ה-1 במרץ 1985, השניים עקבו בהצלחה אחר חמישה מתוך ששת לווייני ה-GPS הפועלים במשך שש שעות, מה שהפך את רי והאנט למומחים קרובי משפחה במערכת החדשה.

טאק תיאר יחידת GPS שכל אחד יכול לשאת -- היא צריכה להיות קטנה (באופן אופטימלי בגודל של חפיסת סיגריות), היא צריכה להיות קלה למדי, היא צריכה לעבוד על סוללות במשך כמה ימים, והיא צריכה להיות במחיר סביר, בסביבות $300.

"אמרנו לו שהוא לגמרי מטורף", נזכר ריה. "מה שהוא רצה היה רחוק מדי ממה שחשבנו שיהיה אפשרי". במיוחד מאז שהצלחת המעקב הראשונית של רי והאנט הגיעה מ"ספסל שלם מלא בדברים".

אבל טאק ראה ושמע מספיק מריא והאנט. ב-8 באפריל 1986, Omicron ו-Boundary Fund חתמו על עסקה ליצירת מכשיר ניווט GPS כף יד. טאק קרא למיזם החדש מגלן, על שם המקיף הפורטוגלי.

באופן טרגי, האנט מת מהתקף לב באוקטובר 1986 בזמן שנסע עם בת זוגו. אז טאק הביא את ואלרי וונג, שהייתה למעשה העובדת הרשמית הראשונה של מגלן, שתכתוב את התוכנה, יחד עם לארי וייל שיטפל בארכיטקטורת עיבוד האותות, האלגוריתמים, הסימולציות וכל מטלות המתמטיקה, ואת סאב איפון שיעבוד על ה-RF ( תדר רדיו) טכנולוגיה.

גליום ארסניד להצלה

הבעיה עם ראיית ה-GPS המופעלת על ידי סוללה של טאק הייתה שבב מקלט הרדיו הזולל כוח, שהיה צריך לקבל אותות בתדר גבוה של פס L 1.5GHz מלווייני ה-GPS, ואז לפענח אותם דיגיטלית. בימים מוקדמים אלה של המיקרו-מעבד, השבבים היו חמים ותאבי חשמל והסתמכו על מתח AC קבוע.

אבל בשנת 1985, יצרני השבבים החלו לייצר שבבים מחומר חדש,גליום ארסניד (GaAs). פותחה בתחילה בגלל הפוטנציאל שלו ליצור תאים סולאריים חזקים יותר, GaAs הניעה אלקטרונים עד פי שישה מהר יותר מסיליקון ופעלה בטמפרטורות גבוהות בהרבה, כך שהצריך פחות קירור ופחות כוח לתפעול - מושלם עבור מכשיר המופעל על ידי סוללה.

"ידענו ממה שקראנו שאנחנו חייבים [שבב GaAs]", אומר Rea. "זה היה מובן מאליו."

[img src="https://admin.mashable.com/wp-content/uploads/2014/05/breadboard.jpg" caption=""לוח לחם" זה שימש לבדיקת מעגלים ורכיבים במגלן בזמן פיתוח האזרחית הראשונה מקלט GPS." credit="המוזיאון הלאומי להיסטוריה אמריקאית" ]

אבל גליום ארסניד היה גם נדיר, ולכן, יקר יותר מסיליקון, ושבבי GaAs רק החלו להופיע בשוק באמצע 1984. מציאת יצרנית שבבים GaAs שיעבוד עם סטארט-אפ לא התבררה כקל.

אבל בעיה אחרת ממש התפוצצה עבור תעשיית ה-GPS המתהווה.

לאחר שיגור לווייני ה-GPS הראשוניים של Block I, התכנון היה להציב את הבלוק II במסלול באמצעות מעבורת החלל. אבל אחרי האסון צ'לנג'ר, תוכנית החלל של אמריקה נעצרה מלאת עשן ודמעות. יעברו שלוש שנים עד שהלוויין הראשון של Block II GPS ישוגר - על רקטת Delta II.

מיעוט לווייני ה-GPS גם הפך את קריאות ה-GPS למעט מסובכות, ולכן, למוצר פחות כדאי מבחינה מסחרית. אחרי צ'לנג'ר, היו רק שישה לווייני GPS עובדים, והיית צריך לפחות שלושה, ארבעה באופן אופטימלי, כדי לקבל תיקון מיקום מדויק. חבורת כמו נחיל, מפגש הלוויין ההכרחי התרחש רק פעמיים ביום במשך כמה שעות - בסדר עבור שייטים, לא הרבה עבור עוזבי יבשה אבודים.

בהתחשב בהיעדר הרחבת לווייני GPS, זה לא היה מפתיע שאף חברה אחרת לא רדפה אחר מוצר GPS לצרכן. למה שיצרנית שבבים תשקיע במה שנראה כמו שוק עצור עם סטארט-אפ לא מוכח?

ואז, בתחילת 1988, טאק והחברה נתקלו בגארי ברטה, ששכנע את המעסיק שלו, יצרן שבבים סטארט-אפ בבוורטון, אורגון,TriQuint Semiconductor, לעבוד עם טאק והצוות הקטן שלו כדי לפתח אGaAs ASIC(מעגל משולב ספציפי ליישום).

הצוות של טאק, הכולל כעת את שרון ג'ונס, ג'ניס בלנקנהורן, ג'ון פוקוס, דניס ריץ', ג'ון וארוס וג'יימס יואן, עבד בזעם על שילוב ה-GAAs ASIC של ברטה עם כל שאר חלקי לוח הלחם של NAV 1000, כולל מעבד אינטל 8086, שבבי זיכרון ו-6000 -gate דיגיטלי ASIC שפותח עם VLSI Logic ש-Rea כינה SAC - אולר שוויצרי - עבור כל מטלות ההיגיון הדיגיטלי שהוא טיפל בו. תוכנת ההפעלה של וונג הייתה צריכה להפוך את נתוני האותות הנכנסים לקואורדינטות נושאות וכיוון ניתנות לשימוש, והם היו צריכים למצוא חברה שתפתח אנטנה קטנה וזולה. בזמנו, אנטנות GPS עלו 500 דולר; הצוות של מגלן מצא חברה שתבנה אחת תמורת 75 דולר בלבד. בסופו של דבר, הם יפתחו אחד שעולה רק 50 סנט.

טאק המשיך לנהל את החברה החדשה, אבל מיזמים אחרים שלו הסיחו את דעתו. אז בתחילת 1988, טאק שכר את רנדי הופמן להיות המנכ"ל ה"אמיתי" של מגלן. הופמן שכר אז את ריק סיל לטפל במטלות השיווק והמכירה הקרובות של NAV 1000.

מוכר GPS

להופמן ולסיל נאמר שאבות הטיפוס הראשונים יהיו מוכנים להדגמה בתערוכת IMTEC (International Marine Trades Exhibit & Conference) בספטמבר 1988 בשיקגו. סיל פרסמה הודעה לעיתונות ביום הראשון של התוכנית בה הכריזה על NAV 1000 כדי ליצור עניין. כתוצאה מכך, "הדוכן שלנו נהרס כשההצגה נפתחה", מציין סיל, "עם אנשים שעמדו בעומק שלושה כדי להציץ בקופסה החדשה הזו שיכולה לזהות את מיקומם בכל מקום בעולם".

הייתה רק בעיה אחת: NAV 1000 לא עבד.

"כשסוף סוף הצטמצמנו הכל כך שיתאים למארז כף היד, נתקלנו בבעיות רגישות חמורות, כמעט בלתי פתירות, עקב חסימה עצמית", הסביר רי. "ההנהלה והמכירות היו, כמובן, מתוסכלים לחלוטין בזמן שכל זה נמשך, לא רצינו לשמוע שאין לנו שום מושג כמה זמן התיקון הזה הולך לקחת."

בשיקגו, סיל זייף את זה כמיטב יכולתו. "היה לנו מזל בכך שחלון הכיסוי של ה-GPS בשיקגו באותו ספטמבר היה משהו כמו 2:30-4:30 לפנות בוקר, אז לא יכולנו להדגים בקלות גם אם זה היה עובד", נזכר סיל. "אבל בכל זאת הורמו גבות כשאנשים החלו לפקפק בטענה שלנו".

אוקטובר, נובמבר ודצמבר עברו ללא פתרון. אבל ברטה, משוכנעת שמגלן עלתה על משהו, עזבה את TriQuint והגיעה לעבוד בחברה במשרה מלאה, והצליחה לפתור את בעיית השיבוש המטרידה.

לבסוף, בתחילת ינואר 1989, צוות מגלן הצליח לגרום ליחידה לחשב תיקוני מיקום. סיל תפס טיסה לנורבגיה לתערוכת הסירות של אוסלו. "כשהחלון [הלווין] היה נכון, הלכנו אנשים לגג מרכז הכנסים והנה, הדגמנו שיחידת מגלן עובדת".

ברגע שהמפיצים האירופיים היו משוכנעים בכדאיות של Magellan ושל NAV 1000, זה חזר לשוק הימי האמריקאי הספקני. חודש לאחר מכן בתערוכת הסירות של מיאמי, חלון קליטת ה-GPS היחיד היה בסביבות 1:30-3:30 לפנות בוקר.

סיל הזמין את עורכי מגזין השייט לבירות במלון מיאמי הווארד ג'ונסון להדגמה באמצע הלילה. להפתעתו של סיל, שניים הופיעו - פרימן פיטמן מ-Sail ו-Dan Fales מ-Motor Boating and Sailing.

"לאחר שזרנו כמה ליטרים, יצאנו אל הכביש והדלקנו את היחידה", מדווח סיל. "בערך שתי דקות לאחר לחיצה על כפתור התיקון, קו הרוחב/אורך שלנו הוצג וחיוכים ענקיים הופיעו על פניהם של העורכים."

למחרת, השמועה התפשטה לאורך התוכנית שמגלן וה-NAV 1000 היו אמיתיים. במשך ארבעת החודשים הבאים, צוות מגלן עבד בזעם לבניית יחידות.

באותו אחר הצהריים שטוף שמש של 25 במאי, משאית UPS עצרה למשרד של מגלן, מונרוביה, קליפורניה. "כאשר משאית ה-UPS הזו נסעה לבניין שלנו, כל עובד מגלן ליווה ארגזים החוצה מהדלת ומסר אותם ביד לנהג עם אגרופים גבוהים בצהלה", מחייך סיל.

20 ה-NAV 1000 הראשונות הללו שהועברו לנהג UPS האנונימי למשלוח לקמעונאים, הביאו לחברה הצעירה בסביבות 40,000 דולר, ויזמו את הגיל שלנו המבוסס על מיקום. (ראה סקירה מוקדמת של NAV 1000 כאן.)

מהפכת GPS מונעת במלחמה

בעוד Magellan מכרה 500 NAV 1000 בשנה הראשונה - הצלחה צנועה לחברה חדשה בתעשייה חדשה - GPS עדיין נשאר בגדר תעלומה לרוב הצרכנים המיינסטרים. מלחמה תשמש ככלי השיגור להביא GPS למר וגברת אמריקה.

בדיוק כשברטה פתרה את בעיית החסימה של ה-NAV 1000 בפברואר, לוויין ה-GPS הראשון של Block II שוגר לאחר טווח של שלוש שנים בלתי נגמר לכאורה. ב-2 באוגוסט 1990, הלוויין התשיעי בלוק II הגיע למסלול - באותו יום שעיראק פלשה לכווית והציתה את מלחמת המפרץ הראשונה. בזמן שהנשיא בוש הראשון פלש לכווית ולאחר מכן לעיראק בתחילת 1991, היו 16 לווייני GPS פעילים חגים מעל הראש, וסיפקו כיסוי 19 שעות ביממה.

הצבא מיד -- סוף סוף --הבין את יתרונות הריגול של GPS. כוחות הקואליציה קנו 4,000 יחידות מסחריות מספקית ה-GPS התעשייתית Trimble, ויותר מ-1,000 NAV 1000 מיוחדים שעברו שינוי צבאי. חיילים בודדים, שלא הצליחו לרכוש יחידה בערוצים הרשמיים, קנו NAV 1000 בעצמם.

בעוד שה-GPS הוכיח את עצמו כבעל ערך רב לכוחות הקואליציה, הוא יכול להיות בעל ערך לא פחות עבור האויב. אז הממשלה הציגה "זמינות סלקטיבית" (SA) - שגיאות שנוספו כדי להפחית את הדיוק במקלטי GPS אזרחיים.

אבל אפילו עם SA, הצלחת הטכנולוגיה בשדה הקרב הפכה את GPS לגאדג'ט חובה עבור נהגים, מטיילים ושייטים. לאחר הצלחת ה-NAV 1000 והפרסום שיצרה מלחמת המפרץ, נפתחו שערי ה-GPS. מגוון מכשירי GPS מחברות אחרות כמו Garmin (1989), TomTom (1991) ומיו (2002), יצאו לשוק באמצעות מפות ותוכנות ניווט ממגוון ספקים כמו Navteq (1987), Navigon (1991), SiRF (1995) ו-TeleNav (1999).

הנשיא קלינטון כיבה את SAב-1 במאי 2000, ששיפר את דיוק המכשירים הצרכניים ל-15 מטר, במקרה בערך באותו זמן הפכו לזמינות יחידות כף היד הראשונות עם מפות רחוב כלולות של העיר, כמו מכשיר ה-GPS הראשון בצבע מלא,ניווט GPS כף יד של Magellan Meridian Color, בשנת 2002.

בשנת 2004, מערכת הגדלת שטח רחב (WAAS) שיפרה את הדיוק הכולל לטווח של שלושה מטרים. אמנם במקורנועד לשפר את דיוק התעופה, WAAS איפשר ניווט מדויק של מכוניות, פנייה אחר פנייה == ברכה למכירת מערכות ניווט לרכב כף יד והן מותקנות במפעל והן של צד שלישי. ב-18 בספטמבר 2007, הפדרליםהשבית את SA לצמיתות, בדיוק בזמן שהסמארטפונים התחילו לכלול יכולות GPS ואפליקציות מיפוי.

כעת, כשהמעצמות הפוליטיות בעולם מזהות את התכונות החשאיות יותר של GPS, מערכת NAVSTAR האמריקאית רכשה מתחרים. הסינים התחילו לבנות את זהמערכת ניווט לוויין BeiDou(BDS) בשנת 2000, עם תוכניות להתרחב לכיסוי עולמי בשנת 2020. וכמובן שהרוסים השיקו משלהםמערכת לוויין ניווט גלובלית(GLONASS), שהגיעה לפריסה מלאה באוקטובר 2011, בדיוק כמו הלוויינים הראשונים עבור 30 הלווייןמערכת גלילאו, שפותחו על ידי האיחוד האירופי וסוכנות החלל האירופית, שוגרו. גלילאו אמורה להסתיים ב-2019.

היום, כשאתה סופר טלפונים חכמים, יחידות ניידות ייעודיות, צמידי קרסול בצו בית משפט, תגי צווארון לחיות מחמד, מצא את המפתחות שלך או טלפונים חכמים וגאדג'טים ספציפיים למיקום - וכמובן רחפנים צבאיים וציוד ריגול אחר - ניתן לטעון כי GPS מסחרי נמצא ביותר מכשירים מכל טכנולוגיה אלחוטית אחרת. לא רע לטכנולוגיה שאפילו לא עבדה כשהוכרזה לראשונה.