How GPS Works ! | GPS වැඩකරන හැටි දැනගෙන හිටියද?

 GPS වැඩකරන හැටි දැනගෙන හිටියද?

===============================

අලුතෙන් එන හැම midrange වාහනයකම GPS පහසුකම තියෙනවා. එහෙම නැත්නම් low budjet වාහනයක් නම් අපි පිටින් වෙනම මිලදී අරගෙන GPS unit එකක් හයිකරගන්නවා. ඒ විතරක් නෙමෙයි අපේ මොබයිල් ෆෝන් එකෙත් GPS පහසුමක තියෙනවා. අලුතෙන් එන මිල අධික වාහන GPS tracking ඔස්සේ හොද hacker කෙනෙකුට ලෙහෙසියෙන්ම hack කරල වාහනයේ පාලනය සම්පූර්ණයෙන්ම සිය පාලනයට නතු කරගන්න පුලුවන්. GPS tracking ඔස්සේ ඔයා ඉන්න තැන අන්තිමට ඉදල තියෙන තැන දැන් කොහෙද ඉන්නෙ මේ සියලුම දේවල් දැනගන්න පුලුවන්. දැන් බලයි GPS කියන්නේ දෙයියෙක්ද නේද කියල. නෑ මේ system එක හදල තියෙන්නෙත් මිනිස්සු නිසා මේක දෙයියෙක් නෙමෙයි හැබැයි දෙයියන්ට කර දෙන්න බැරි බොහෝ දේවල් හොර බොරු වංචා සියල්ලම අතේ මාට්ටු කරල දෙන්නත් වැරදි පුද්ගලයකු අතට මේ තාක්ෂණය පත්වුවහොත් ලොකු විනාශයක් කරන්නත් බැරි නැහැ. Fast and Furious ෆිල්ම් සීරිස් එකෙත් එක ෆිල්ම් එකක තියෙනවා GPS tracking ඔස්සේ වාහන විශාල ප්‍රමාණයක් hack කරල ඒව තම පාලනයට නතු කරගෙන සම්පුර්ණයෙන්ම නගරයක්ම අවුල් කරනවා. ඉතින් අපි අද කතා කරන්න යන්නේ මේ GPS කියන තාක්ෂණය වැඩකරන හැටි කියල දෙන්න. මුලින්ම දීර්ඝ හුස්මක් අරන් ලිපිය කියවමු.

Global Positioning System යන්න අකුරු තුනකට ලඝු කරමින් GPS ලෙස හදුන්වන අතර පෘතුවියට ඉහලින් කක්ෂගත කර ඇති චන්ද්‍රිකා 24 ක් උපයෝගී කරගනිමින් සහ පොළව මත පිහිටා ඇති සම්ප්‍රේෂණ මධ්‍යස්ථාන උපයෝගී කරගනිමින් සන්නිවේදනය කරගත හැකි ආකරයට නිර්මාණය කරගෙන ඇති radio navigation system එකක් ලෙසට GPS පද්ධතිය හැදින්විය හැක. මේ සදහා සම්පුර්ණයෙන්ම මූල්‍යාධාර සපයන්නේ සහ පාලනය කරනු ලබන්නේ ඇමෙරිකාවේ Department of Defense (DOD) ආයතනයයි. හොද හොද සෙල්ලම් සේරම ඇමෙරිකාවේ නේද. එහෙම තමයී අපි මෙහේ යම් දෙයක් හොයාගන්න කොට අවුරුදු 15 කට කලීන් විතර එයාල ඒක හොයාගෙන පාවිච්චි කරලත් ඉවරයි. Siri කියන්නෙත් අන්න ඒ වගේ ඇමෙරිකාවේ defence එක පාවිච්චි කරල පට්ට ගහල ලොකු ගාණකට apple සමාගමට විකුණපු voice assistance තාක්ෂණයක්. ඒ වෙනම කතාවක්. හරි මේක මුලින්ම නිර්මාණය වන්නේ ඇමෙරිකාවේ යුධ හමුදාව මනා ලෙස පාලනය කිරීම සදහා සහ ඒ කටයුතු වඩාත් පහසුකර ගැනීම සදහා. නමුත් වර්තමානය වන විට මෙය ලෝකයේ බොහෝ සිවිල් ජනයාගේ විවිධාකර ප්‍රයෝජන සදහා භාවිතයට ලබාදී තිබෙනවා. එනම් අමතර කිසිදු ගාස්තුවක් හෝ කිසිදු බලපෑමකට යටත් නොවෙමීන් ඕනෑම පුද්ගලයකු සිටින ස්ථානයක් හෝ වාහනයකට මේ පහසුකම එකතු කර ඇත්නම් වාහනය තිබෙන position එක හෙවත් තිබෙන ස්ථානය tracking කිරීම සදහා භාවිතයට ඉඩ ලබාදී තිබෙනවා. මේ තාක්ෂණට පින් සිද්ධ වෙන්න තමයි අද ඔයාල covid-19 දරුණු ලෙස පැතිර යන මේ කාලයේ එලියට බහින්නවත් බැරි වෙලාවකදි pick me, UBER ඇප් එකට පින් සිද්ධ වෙන්න කෑම ටික දොරකඩ ලගටම ගෙන්න ගන්නෙ. ත්‍රීවීලර් එකක් හොයාගන්න බැරිවුනාම pick me එකෙන් අඩු ගානට ත්‍රීවීලර් එකක් හොයාගෙන අවශ්‍ය ගමනාන්තය වෙත යන්නෙ.

ඒ විතරක් නෙමෙයි ආදරණීය පෙම්වතිය ආදරණීය නොවන බව හැගුනු මොහොතේ සිට ඈ යන එන තැන් ඔස්සේ ඈ කියන පට්ට පල් බොරු අල්ලන්ත් ලංකාවේ බොහෝ දෙනෙකු මේ GPS තාක්ෂණය භාවිතා කරනවා. හැබැයී මේකෙ තියෙන් භයානකම අදුරුම පැත්ත අපි ලිපියේ අනන්තිමට සදහන් කරල තියෙනවා. දැන් බලමු මේක වැඩ කරන්නෙ කොහොමද කියලා. කලින් කිව්ව වගේ මේක එක්තරා ආකරයක ලුහුබැදයාමේ තාක්ෂණක්. වර්තමානයේ එන සෑම් මොබයිල් ෆෝන් එකකට වගේම ගොඩාක් portable devices වලට මෙන්ම වර්තමානයේ එන මිල අධික සෑම වාහනයකම විශේෂයෙන්ම self driving, pilot parcking තියෙන සෑම වාහනයකම මේ GPS tracker එකක් සවි කරල තිබෙනවා. ඉතින් මේ සෑම device එකක්ම කෙලින්ම සම්බන්ධ වෙන්නේ මං කලින් කිව්ව වගේ චන්ද්‍රිකා 24 කින් සම්න්ධ වෙලා සහයෝගෙන් කටයිතු කරන Global Navigation Satellite System (GNSS) කියන නෙට්වර්ක් එකකට. මෙහිදී microwave භාවිතා කරමින් පොළවේ පිහිටලා තියෙන සන්නිවේදන මධ්‍යස්ථාන ඔස්සේ කෙලින්ම අර කියන චන්ද්‍රිකා පද්ධතියට සම්බන්ධ වෙලා ඊට පස්සෙ ඒක tracking කරන තැනට අවශ්‍ය දත්ත සැපයීමක් සිදුකරනු ලබනවා.

හොදයි උදාහරණයකට අපි මෙහෙම හිතමු. තරහවෙන්න එපා උදාහරණෙට කෙල්ලොම ගන්නවාට. පෞද්ගලික අමනාපයක් නම් නෑ හොදේ. කෙල්ල කාලයක් හොදටම ඉදල පොඩ්ඩපොඩ්ඩ වෙනස් වෙන්න පටන්ගන්නවා. කලින් ම නිදාගන්නවා. Phone එක ගොඩාක් වෙලාවට busy. ගොඩාක් වෙලාවට ගෙදර කිව්වට කතාකරනකොට වටාපිටාවෙ ගොඩාක් ශබ්ද එහෙම ඇහෙනවනම් කොල්ලට තේරෙනව දෙන්න තුන්දෙනෙක් වෙලා කියලා. කොල්ල පොඩ්ඩක් technical පැත්ත දන්නවනම් ගොනා වගේ ඉදල කීසිම සැකයක් නොපෙන්වා google map එක හරහා ඒකෙ අලුත් update එකේ option එකක් තියෙනවා කෙල්ලගෙ ෆෝන් එකට හිමින් සීරුවෙ ඔයාගෙ mail එකක් config කරල ආවම ඔයාට එයා ඉන්න තැන data on කරපු ගමන් tracking කරන්න පුලුවන්. දැන් ඔයා තමයී reciver කෙල්ල තමයි ඔයාට data send කරල දෙන්නෙ. ඔන්න දැන් කෙල්ල අලුත් හාදයක් එක්ක හම්බවෙන්න යනවා කෙල්ල දන්නෙ නෑ මේ සිද්ධිය දැන් එයා යම් හෙයකින් data on කරපු ගමන් එයා ඔයාත් data on කරගෙන ඉන්නවනම් ඒ වගේම location එනම් GPS option එක active කරල තියේ නම් දැන් GPS tracking එක වැඩ කරන්න පටන්ගන්නවා. ඔයා දැන් location tracking කරද්දි වෙන්නෙ කෙල්ල ඉන්න position එක වත්මන් direction සේරම GPS tracker එක මගින් microwave මගින් පොළවේ පිහිටලා තියෙන සන්නිවේදන මධ්‍යස්තානය වෙත යවනු ලබනවා. කෙල්ල ඉන්නෙ කුරුණාගල කොල්ල ඉන්නෙ ගල්ලෙ. ඊට පස්සෙ මේක කෙලින්ම microwave සන්නිවේදන මධ්‍යස්ථාන ඔස්සේ කලින් කිව්ව චන්ද්‍රිකා 24 කින් යුත් Global Navigation Satellite System (GNSS) පද්ධතිය වෙත යොමුකර දැන් මේක tracking එක recive කරන පුද්ගලයා වෙත නැවත් පොළව මත පිහිටා ඇති miicrowave සන්නිවේදන මධ්‍යස්ථාන වෙත යොමු කර එතනින් recive කරනලද කොල්ලගෙ phone එකට යවනු ලබනවා. මේක නිරන්තරයෙන් යනව විට හරිම location එක තත්පරයක් පාසා අලුත්වන ආකරයට ඔයාලට දැක බලාගන්න පුලුවන්.

මේ අනුව නම් vehicle එකක speed එක, කලින් එයා ගිහිල්ල තියෙන root එක, කවද්ද ගිහිල්ල තියෙන්නෙ කොහේ ඉදන් කොහේටද බස් එකේද බයික් එකේද එහෙම නැත්නම් කෝච්චියේද මොන root එකකද මේ සියල්ල අපීට track කරගන්න පුලුවන්. Google Map එක සහ ඒ ඔස්සේ එන සේර featurs වැඩ කරන්නෙ මේ කියන GPS tracking data මගින්. මේ චන්ද්‍රිකා පද්ධතිය මගින් එවනු ලබන විශේෂිත signal එක reciver මගින් තමයි process කරල ඔය කියන data ටික reciver වෙත ලබාදෙන්නෙ. මෙහිදී මේ signal එක දත්ත තුනකට process කරල වෙන් කරල දෙනවා එකක් අදාල device එකේ ප්‍රවේගය, එය tracking වෙන වත්මන් වෙලාව, සහ සිටින අක්ෂාංශ සහ දේශාංශ. මෙයින් චන්ද්‍රිකා හතරක දත්ත පමණක් භාවිතා කරමින් අපිට සිටින තැන ත්‍රිමාණ දර්ශන පවා ආදර්ශනය කර බලන්න පුලුවන්. මේ සේරම දත්ත සන්නිවේදන කරනු ලබන්නේ පැය 12 කට වරක් පෘතුවිය වටා ගමන් කර අවසන් කරන අර කිව්ව චන්ද්‍රිකා 27 මගින්. ඇත්තටම කිව්වොත් චන්ද්‍රිකා 24 ක් තමයි තියෙන්නෙ යම් කිසි එකක් fail වුනොත් ඒ වෙනුවට අමතරව භාවිතා කල හැකි පරිදි එනම් මේ operation එකට සහභාගී කරගත හැකි පරිදි තවත් චන්ද්‍රිකා 3 ක් සූදානමේ තියෙනවා. ඉතින් මේ 24 ම පැය 12 කට වරක් ලෝකෙ වටා ගමන් කරනකොට ඕනෑම කෙනෙකුට මේ microwave signal එක චන්ද්‍රිකවක් වෙත transmit කර ඊට පස්සෙ ඒක reciver වෙත ලබාදීමේ හැකියාව තිබෙනවා.

මෙහිදී මෙම චන්ද්‍රිකා ඔස්සේ එන දත්ත කෙලින්ම tracking එක ලබාගන්න device එකට යැවීමට පෙර ලෝකයේ කොහේ තැනක පිහිටලා තිබෙන tracking station එකකට තමයි මුලින්ම යන්නෙ. මේවා නිරීක්ෂණ මධ්‍යස්ථාන විදිහට තමයි සලකන්නෙ ඒවා මගින් තමයි මේ චන්ද්‍රිකා වලින් එන signal එක හොයාගන්න උදව් වෙන්න. ඔන්න මං කලින් කිව්ව තැනට එනවා ඒ කියන්නෙ කෙල්ලගෙ phone එකේ tracking data ටික කෙලින කොල්ලගෙ phone එකට එන්නෙ නෑ ඒක යන්නෙ google සමාගමේ tracking station එකට හෙවත් කලින් කිව්ව එක් නිරීක්ෂණය මධස්ථානයකට ඒකට ආවම ඒක config කරල තියෙන mail address එක අනුව ඒ කියන්නෙ කොල්ලගෙ phone එකේ config කරල තියෙන mail එක reciver විදිහට අදුරගෙන සේරම tracking data ටික කොල්ලට විතරක් යවනවා. ඔන්න ඔය විදිහට තමයි google සමාගම tracking reciver අදුරගන්නෙ. Pick me සහ UBER වල ඕක පොඩ්ඩක් වෙනස් එයාල google සමාගමේ google map API එකක් භාවිතා කරල තමයි phone app එක තියෙන එක්කෙනා sender විදිහටත් ත්‍රීවීලර් එක තියෙන කෙනා හෝ කෑම ගෙනියන කෙනා reciver විදිහට අදුරගන්නෙ. ඒකයි මේ දෙන්නටම එකම ජාතියේ නැතුව වෙන වෙනම access කරන්න දීල තියෙන්නෙ. ගොඩාක් වෙලාවට මේ API එක google සමාගම free දෙනවා හැබැයි යටින් සේරම data ටික එයාලගෙ server එකේ track වෙලා තියෙනවා. අපි නොදන්න්වා වුනාට. ඇමෙරිකාව සේරම නිකං දෙන්න රහත් වෙලා නෑනෙ. ඒක පසුකාලීනව සේර්ම analysis කරල ඒක වෙනත් සමාගම් වලට ලොකු මුදලට අලෙවි කරනවා. සමහර විට pick me වලට වඩා UBER අද ඉස්සරහට ඇවිල්ල තියෙන්නෙත් ඔහොම tracking data analyze කරල වෙන්නත් බැරි නැහැ. Facebook ඇතුලු සියලුම ඇමෙරිකානු සමාගම් සහ චීන සමාගම් නිකං දිදී කරන්නෙ ඕක තමයි. මේ අනතුර දැනගත්තට අපිට ඒ services අතහරින්නත් බෑ මොකෝ චන්ද්‍රිකවක් තියා අහස් කූරක් වත් උඩ යවන්න අපේ ලංකාවේ කිසිම රජයකට හැකියාවක් නැති නිසා.

ලිපිය දිග වැඩි නැත්නම් තව පොඩ්ඩක් පැහැදිලි කරන්නත් පුලුවන්. මේ mechanism හරිම සරල ගණිත මූලධර්මයක් ඔස්සේ තමයි වැඩකරන්නේ.

trilateration මං හිතන්නේ මේකෙ සිංහල වචනෙ තමයි ත්‍රිකෝණ මිතිය. මං maths නම් නෙමෙයි AL වලට කරේ ඒකයි. මේකෙන් අපිට 2D Trilateration සහ 3-D Trilateration යන ආකර දෙකක් මගින් ඉතාමත් සරල ගණිත calculation එකක් ඔස්සේ අර කලින් කිව්ව signal එක data තුනකට වෙන්කරල ගන්න පුලුවන්. Vehicle එකකින් data track කරනවානම් අවම වශයෙන් ඒ ආසන්නයට ඇති චන්ද්‍රිකා තුනක් උපයෝගී කරගනිමින් තමයි ඒ data එක track කරල දෙන්නෙ. ඊට පස්සෙ ඒක තියන තැන සහ reciver එක අතර තියෙන දුර කොපමණද කියලා මේ සදහා එකම වෙලාවක චන්ද්‍රිකා කීපයක් උපයෝගී කරගනිමින් මේ data එක track කරල දෙනවා ඊට පස්සෙ signal එක transmit වෙන වේලාව අනුව අපිට කාලය ගණනය කරල දෙනවා. මේ micorwave විද්යුත් චුම්බක තරංග විශේෂියක් වන බැවින් බොහෝ දුරට ආලෝකයේ වේගයට සමාන දුරකින් ගමන් කලත් ගොඩාක් දුරකට ගමන් කරන්න බෑ. අන්න ඒ නිසා තමයි කෙලින්ම චන්ද්‍රිකා වලට කලින් පෘතුවියේ තිබෙන stations හරහා ගිහිල්ල යන්නෙ. ඒ වගේම අවශ්‍ය tracking data ටික යවන්න ඒ station එක හෝ ඊට සම්බන්ධ කටයුතු කරන ආයතනයෙහි විශේෂිත servers භාවිතා කරනවා. ආලෝකයේ වේගයෙන් ගියා කියලා කියමනක් තියෙන්නෙත් නිකං නෙවෙයිනෙ.

ඉතින් මේකෙ තියෙන් හොද පැත්ත තමයි ඇමෙරිකාව සහ යුරෝපිය රටවල ගොඩාක් වෙලාවට දරුණු මංකොල්ල කරුවන් අපරාධයක් සිදුකොට පලායන විටකදි එම වාහනය සිටින තැන පොලීසිය tracking කරන්නෙ මේ කියන GPS technology එක ඔස්සේ එයාලටම හදල දීල තියන දියුණු software system එකක් ඔස්සේ. හැබැයි දැන් ඒ රටවල් මේක පාවිච්ච් කරන්නෙ තුනවන ලෝකයේ රවවල් වලට මේ service එක නිකං දීල ඒ රටවල මිනිස්සුන්ගෙ data tracking කරල ඒ ඔස්සේ වෙලද අරමුණු හෝ දේශපාලන අරමුණු ඉටුකරගන්න. Hacker කෙනෙකුට අහුවුනොත් ඔහු කරන්නෙ වාහනයකනම් ඒකෙ තියෙන GPS system එක hack කරල කොහොම හරි ඒ වාහනයේ පාලනය තමා යටතට ගැනීමට. කප්පම් මංකොල්ල කන්න මේ වගේ වැඩවලට භාවිතා කරනවා. මේකට network security එක්ක ඉහල programming දැනුමක් තියේනම් කරන්න පුලුවන්. හැබැයි අපි මේ කතා කරන general purpose languages ඒ කියන්නෙ java, C#.NET වලින් නම් කරන්න අමාරුයි.mathematica සහ scientific පැත්තට දියුණු කරල තියෙන python framework එකක් එක්ක python language එකකින් බොහෝ දුරට කරගන්න පුලුවන්.

ඉතින් මං ඔයාලට එහෙම වාහනයක් GPS ඔස්සේ hack කරන විදිහ practical කරන video link එකක් දාල ඇති ඒකත් පොඩ්ඩක් බලන්න. අවසාන වශයෙන් කියන්න තියෙන්නෙ මේ තාක්ෂණය වැරදි විදිහට ද නැත්නම් හරි විදිහට පාවිච්ච් කරන්නෙ කියන කාරණය තියෙන්නෙ ඔයාලගෙ අතේ ඒක මනාව පසක් කරන්නට ආපු කාලයක් ද කියලත් වෙලාවකට හිතෙනව මේ covid-19 වයිරසය. කෝක වුනත් හැමෝම පරිස්සමින් ඉන්න. ඔයාලගෙ ආදරණීයන්ට ඔයාලව ගොඩාක් වටින නිසා. 😀😀