อุตสาหกรรมระบบนำทางด้วยดาวเทียม หรือ GNSS กำลังเติบโตอย่างก้าวกระโดดและกำลังสร้างผู้ประกอบการทั้งระดับโลกและระดับภูมิภาคเพิ่มมากขึ้นในตลาด อันเนื่องมาจากพัฒนาการของระบบนำทางด้วยดาวเทียม (GNSS) ที่มีมาอย่างต่อเนื่อง ความสามารถใหม่ๆ ของดาวเทียมในกลุ่มวงโคจรต่ำ (LEO satellite) นวัตกรรมล้ำหน้าที่ภาคเอกชนมุ่งมั่นพัฒนา และสุดท้าย การขยายตัวอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีใหม่ ทั้ง Autonomy และ AR เช่น ยานยนต์ไร้คนขับ ล้วนเป็นปัจจัยส่งเสริมการประยุกต์ใช้ระบบนำทางด้วยดาวเทียม ซึ่งมีส่วนทำให้ อุตสาหกรรมดาวเทียม ทั่วโลกเติบโตขึ้นอย่างต่อเนื่อง
วิวัฒนาการของ GNSS ในอดีตเน้นการพัฒนาจากศูนย์กลาง คือดาวเทียม GPS ของสหรัฐอเมริกา ปัจจุบันกำลังมีผู้ประกอบการทั้งจากระดับโลกและภูมิภาคเพิ่มขึ้นเป็นจำนวนมาก ขณะเดียวกัน เทคโนโลยีใหม่ๆ กำลังสร้างโอกาสที่หลากหลายและนวัตกรรมของตลาดเอกชนกำลังก้าวมาอยู่แนวหน้า
ในอนาคตอีกสิบปีข้างหน้านี้ ระบบดาวเทียม GNSS จะเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ คือ มีการเพิ่มตัวเลือกให้มากขึ้น เพิ่มแม่นยำ และความน่าเชื่อถือให้มากขึ้น การประยุกต์ใช้งานใหม่ๆ จะพร้อมใช้บริการผ่านผู้ประกอบการจากทั้งภาครัฐและเอกชนร่วมกัน และแน่นอนว่าตามมาด้วยค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้น GNSS ยังเพิ่มโอกาสให้เราได้เห็นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีขั้นสูง เช่น อุปกรณ์หรือยานพาหนะที่ทำงานโดยอัตโนมัติ และอุปกรณ์เสมือนจริง
ทำความรู้จัก “เครือข่าย GNSS”
ในอดีต ระบบดาวเทียม GPS เป็นเพียงระบบเดียวที่ครองตลาด แต่ปัจจุบันมีระบบนำทางจากหลากหลายประเทศที่รวมกันแล้วเรียกว่า GNSS ทำให้ผู้ใช้ทั่วโลกสามารถเลือกใช้ได้ตามต้องการ เช่น BeiDou ของจีน และ Galileo ของสหภาพยุโรป ซึ่งมีคุณสมบัติที่ดีกว่า GPS อย่างมาก และการคิดค้นเทคโนโลยีใหม่ๆ ในกองทัพสหรัฐฯ ก็เป็นเรื่องที่เกิดขึ้นช้ามาก
ปัจจุบัน GPS กำลังเผชิญกับความเสี่ยงหลายด้าน การอัพเกรดเป็น GPS 3 ยังเกิดความล่าช้ากว่ากำหนดมาหลายปี และคาดว่าจะส่งผลให้การอัพเกรด GPS 3F จะเสร็จสมบูรณ์ในช่วงกลางทศวรรษ 2030 เป็นอย่างน้อย
ผลกระทบจากเรื่องนี้มีความสำคัญต่อมหาอำนาจระดับโลกของสหรัฐฯ พันธมิตรระดับภูมิภาค และประเทศกำลังพัฒนา ในขณะที่ Space Force เสนอการพัฒนา GPS โดยการเพิ่มดาวเทียมขนาดเล็กราคาไม่แพงขึ้นสู่วงโคจรระดับปานกลาง แต่กระนั้นข้อเสนอดังกล่าวก็ไม่เพียงพอต่อการลดความเสี่ยงนี้ได้ท่ามกลางการแข่งขันระดับนานาชาติที่กำลังพัฒนาอย่างก้าวกระโดด
ในประเทศที่กำลังพัฒนาอย่างแอฟริกา ดาวเทียม BeiDou จากประเทศจีน กำลังได้รับความนิยมเป็นอย่างมากเพราะให้บริการระบบนำทางที่แม่นยำและเชื่อถือได้มากกว่าดาวเทียม GPS หนึ่งในส่วนสำคัญของยุทธศาสตร์ในผลักดันเทคโนโลยีคือ โครงการแถบเส้นทางสายไหม (Belt-and-Road) ของจีน ที่สามารถดึงดูดประเทศต่างๆ เชื่อมโยงกับเทคโนโลยีจากประเทศจีนได้ง่ายขึ้นกว่าแต่ก่อน
ในขณะเดียวกันแนวคิดการพัฒนาระบบดาวเทียมย่อย ที่เรียกว่า Positioning, Navigation, and Timing (PNT) เพื่อเสริมประสิทธิภาพการให้บริการการนำทางด้วยดาวเทียม ก็เริ่มมีแนวโน้มที่เพิ่มมากขึ้น ซึ่งตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือประเทศญี่ปุ่นและเกาหลีใต้ที่ได้พัฒนาระบบดาวเทียมเสริมระบบดาวเทียมเพื่อการนำทางของตน เพื่อเพิ่มความแม่นยำและความน่าเชื่อถือในระดับท้องถิ่นมากขึ้น และประเทศอินเดียก็ได้ก้าวไปไกลกว่านั้นโดยเริ่มการพัฒนาระบบ PNT เป็นของตนเอง เพื่อเพิ่มความแม่นยำในประเทศและภูมิภาคใกล้เคียง
ถึงแม้การสร้างและบำรุงรักษาโครงสร้างพื้นฐานของระบบดาวเทียมมีค่าใช้จ่ายสูงและมีความซับซ้อน อย่างไรก็ตามหลายประเทศต่างก็มีแนวโน้มที่จะทำเช่นนั้น เพื่อตอบสนองความจำเป็นทางภูมิรัฐศาสตร์ เมื่ออำนาจโลกเปลี่ยนไป พันธมิตรก็เปลี่ยนไป โลกาภิวัตน์หันไปสู่ลัทธิกีดกันทางการค้า และการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศก็เป็นตัวการสำคัญที่ให้เกิดความไม่แน่นอน ความขัดแย้งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เหล่านี้ ยิ่งกระตุ้นทำให้เกิดความต้องการความเป็นอิสระของระบบ PNT อย่างชัดเจน
อีกด้านหนึ่งของ GNSS ที่มีผู้ให้บริการที่หลากหลาย อาจส่งผลประโยชน์โดยตรงต่ออธิปไตยของชาติ คือ กลุ่มประเทศผู้ใช้งานจะได้มีทางเลือกที่มากขึ้น สามารถเลือกระบบนำทางที่มีความน่าเชื่อถือ ตรงตามความต้องการใช้งานของประเทศ อีกทั้งหลายประเทศยังจะได้รับความเป็นอิสระทางเทคโนโลยีมากขึ้น แต่กระนั้นก็ตามการพึ่งพาผู้ให้บริการ PNT เพียงรายเดียวอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงตามมาได้เช่นกัน
ความหลากหลายของผู้ให้บริการในตลาด GNSS ก็อาจสร้างความเสี่ยงได้เช่นเดียวกัน คือ การแข่งขันระหว่างผู้ให้บริการระดับโลกมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้น และเมื่อไรก็ตามที่ความต้องการพึ่งพากันลดลง ความปลอดภัยของระบบใดระบบหนึ่งก็จะลดลงไปด้วย ปัจจัยทั้งหมดนี้เพิ่มความเป็นไปได้ที่ GNSS จะกลายเป็นตัวการสำคัญนำไปสู่ความขัดแย้งในด้านใดด้านหนึ่งในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
วิวัฒนาการ และการเพิ่มขึ้นของระบบ multi-layer PNT
มีความพยายามใหม่เพื่อการปรับปรุงคุณภาพจากระบบ PNT โดยการเพิ่มดาวเทียมในวงโคจรระดับปานกลาง (MEO) ด้วยกลุ่มดาวเทียมในกลุ่มวงโคจรระดับต่ำ (LEO) สิ่งนี้จะทำให้ ระบบ PNT เกิดความแม่นยำ รวดเร็ว และมีความปลอดภัย ซึ่งจะเกิดขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
สหภาพยุโรปกำลังวางแผนปล่อยดาวเทียม ‘LEO-PNT’ สู่วงโคจรเป็นครั้งแรกภายในปี พ.ศ. 2569 เพื่อเป็นส่วนหนึ่งของระบบ multi-layer PNT ในขณะเดียวกัน จีนก็กำลังค้นคว้าการปรับปรุงดาวเทียม LEO สำหรับ BeiDou อยู่ด้วย บริษัทเอกชน เช่น Xona Space Systems และ Trustpoint ก็กำลังเร่งพัฒนากลุ่มดาวเทียม LEO-PNT สำหรับดาวเทียม GPS เช่นเดียวกัน
แม้ว่าต้องใช้เวลาอีกหลายปี กว่าที่ระบบ PNT ในวงโคจรต่ำจะสามารถใช้งานได้จริง แต่ก็นับว่าเป็นจุดเปลี่ยนครั้งสำคัญสำหรับระบบนำทางด้วยดาวเทียม ด้วยศักยภาพของระบบ multi-layer PNT ผู้ใช้จะสามารถเข้าถึงบริการ PNT ที่มีความเร็วและความแม่นยำมากขึ้น รวมถึงความราบรื่นที่เพิ่มขึ้นด้วย อีกทั้งยังมีขอบเขตการให้บริการทั่วโลกเพิ่มขึ้น สัญญาณเหล่านี้ยังจะมีความเสถียรและปลอดภัยมากขึ้น โดยไม่เสี่ยงต่อการรบกวนและการโจมตี
เตรียมรับโอกาสครั้งสำคัญกับเทคโนโลยีใหม่ ปฏิวัติ อุตสาหกรรมดาวเทียม
การเพิ่มขึ้นของกลุ่มดาวเทียมระบบ PNT ในวงโคจรต่ำ ได้เปิดโอกาสใหม่สำหรับเทคโนโลยีใหม่ด้วยการผสมผสานให้บริการสัญญาณ PNT ด้วยความเร็วและแม่นยำสูงกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ จะกระตุ้นให้เกิดการพัฒนาอย่างก้าวกระโดดในด้านต่างๆ อาทิ ยานพาหนะและโดรนขับเคลื่อนอัตโนมัติ เทคโนโลยีเสมือนจริง Internet of Things (IoT) และเทคโนโลยีสนับสนุนเมืองอัจฉริยะ
ในปัจจุบัน บริษัทเอกชนบางแห่ง เช่น Geely สัญชาติจีน กำลังพัฒนาการให้บริการดาวเทียมกลุ่มวงโคจรต่ำ (LEO) ต่อมานักวิจัยของบริษัทได้ค้นพบว่าดาวเทียม Starlink ของ SpaceX สามารถรับและส่งต่อสัญญาญ PNT จากดาวเทียมกลุ่มวงโคจรต่ำได้
เนื่องจากบริการนี้แนวโน้มการเติบโตอย่างต่อเนื่องและคาดว่าจะได้รับความนิยมในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ซึ่งจะช่วยกระตุ้นทำให้การเกิดความก้าวหน้าครั้งสำคัญในสาขาเทคโนโลยีต่างๆ อาทิ รถยนต์ขับเคลื่อนด้วยระบบอัตโนมัติจะมีความสามารถ ปลอดภัย และฟังก์ชันการทำงานที่ดีขึ้นมากขึ้น ผลักดันตลาดรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติให้เติบโตขึ้น รวมทั้งการประยุกต์ใช้ทั้งในทางเรือและการเกษตรก็จะเติบโตขึ้นเช่นกัน
เทคโนโลยีเสมือนจริงและเกมส์ที่อ้างอิงค่าพิกัดตำแหน่งจะดึงดูดความสนใจของตลาดเป็นจำนวนมากขึ้น เนื่องจากมีความแม่นยำทางตำแหน่งที่ดีขึ้นกว่าแต่ก่อน เซ็นเซอร์อุปกรณ์อัจฉริยะที่มีการอ้างอิงค่าพิกัดตำแหน่งก็เช่นกันจะมีประสิทธิภาพมากขึ้น จะช่วยส่งเสริมห่วงโซ่อุปทานทั่วโลกอย่างเห็นได้ชัด
ภาคเอกชนส่งนวัตกรรมล้ำสมัย เปลี่ยนโฉม ระบบนำทางด้วยดาวเทียม
ในปัจจุบัน มีบริษัทเอกชนจำนวนมากที่กำลังพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่เป็นนวัตกรรมเพิ่มมูลค่าด้วยเทคโนโลยี GNSS ผ่านทั้งการพัฒนาระบบใหม่และการเพิ่มขีดความสามารถทั้งในอวกาศและภาคพื้นดิน
บริษัทสตาร์ทอัพในสหรัฐ Xona Space Systems และ Trustpoint อยู่ในระหว่างการพัฒนาการใช้ดาวเทียม GNSS วงโคจรต่ำเพื่อเปิดให้บริการนำทางด้วยความถูกต้องเชิงตำแหน่งสูง แม่นยำและเชื่อถือได้ให้แก่กลุ่มสมาชิกซึ่งล้วนเป็นองค์กรขนาดใหญ่ ซึ่งจะมีความแม่นยำมากกว่าระบบ GPS และ GNSS ในปัจจุบัน แต่ทว่าต้นทุนการพัฒนายังเป็นเรื่องที่ท้าทายสำหรับบริษัทสตาร์ทอัพ
การพัฒนาเฟิร์มแวร์ก็เป็นอีกโอกาสสำคัญสำหรับตลาดเอกชน โดยที่ผ่านมาการอัปเดตเฟิร์มแวร์สำหรับชิป GNSS รุ่นเดิมๆ มักเป็นการปรับปรุงเพียงคุณภาพของข้อมูลตำแหน่งทางภูมิศาสตร์สำหรับอุปกรณ์เคลื่อนที่และอุปกรณ์สวมใส่เท่านั้น แต่พัฒนาการที่เกิดขึ้นมาโดยตลอดเกี่ยวกับ GNSS นี้จะค่อยๆเปลี่ยนอนาคต เปิดโอกาสขยายสู่การพัฒนากลุ่มดาวเทียม GNSS รุ่นใหม่ๆ และเทคโนโลยีเสริมใหม่ๆ ที่จะส่งผลให้มีอิทธิพลต่อชีวิตประจำวันเรามากขึ้นเรื่อยๆ
ชิปรุ่นใหม่สำหรับดาวเทียม GNSS จะสามารถรองรับดาวเทียมนำทางได้หลายระบบ และรับจำนวนดาวเทียมได้มากขึ้น เช่น GPS, GLONASS, Galileo และ BeiDou เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของตำแหน่ง ใช้เทคนิคขั้นสูงการประมวลผลสัญญาณ GNSS รวมถึงเซนเซอร์ต่างที่จะได้รับการอัพเกรดขึ้นไปด้วย อาทิ เซนเซอร์วิเคราะห์การเคลื่อนที่ (accelerometers) เซนเซอร์ตรวจจับการหมุน (gyroscopes) และ เซนเซอร์ตรวจวัดสนามแม่เหล็ก (magnetometers)
Terrestrial-based augmentation systems (TBAS) เป็นอีกหนึ่งสาขาที่กำลังเติบโต โดย TBAS จะรับสัญญาณจากเครื่องส่งสัญญาณภาคพื้นดินเพื่อได้ข้อมูลตำแหน่ง ทดแทนเทคโนโลยีดั่งเดิมที่ใช้โทรศัพท์มือถือ ข้อได้เปรียบที่สำคัญของ TBAS คือข้อมูลตำแหน่งที่แม่นยำและเชื่อถือได้มากขึ้นโดยเฉพาะภายในเขตเมืองหรือในโซนอาคารหนาแน่นที่ที่สัญญาณดาวเทียม GNSS มันจะถูกบล็อคหรือเกิดสัญญาณอ่อนในบางจุด
นอกจากนี้ TBAS ยังสามารถให้ข้อมูลระดับความสูงที่แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งมีความสำคัญสำหรับการใช้งานเช่นการบิน อย่างไรก็ตาม TBAS ต้องการเครือข่ายเครื่องส่งสัญญาณภาคพื้นดินที่มีราคาแพงและมีช่วงที่จำกัด ซึ่งอาจไม่เหมาะสมสำหรับพื้นที่ห่างไกลหรือในชนบท
บทสรุป เทคโนโลยีติดสปีด อุตสาหกรรมระบบนำทางดาวเทียม ให้โตได้ต่อเนื่อง
ดาวเทียม GPS ครองตลาดการนำทางด้วยดาวเทียม มานานกว่า 30 ปี แต่ข้อเสนอใหม่ๆ จากจีนและสหภาพยุโรปกำลังเปลี่ยนแปลงเกม และสร้างตลาดใหม่ที่มีความหลากหลายและมีการแข่งขันมากขึ้น และพร้อมสำหรับนวัตกรรมต่างๆ
เป็นที่แน่นอนว่าในอนาคตอีกสิบปีข้างหน้า เทคโนโลยีนำทางด้วยดาวเทียม GNSS จะมีการเปลี่ยนแปลงเห็นได้ชัด เนื่องจากนโยบายที่มุ่งมั่นพัฒนานวัตกรรมทั้งจากภาครัฐและเอกชน การผสมผสานความสามารถ GNSS ขั้นสูงเข้ากับเทคโนโลยีล้ำสมัย เช่น เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) เทคโนโลยีเปลี่ยนโลก quantum computing และ computer vision จะทำให้เกิดโอกาสการพัฒนาต่างๆ มากมาย แต่ในทางตรงกันข้ามก็ทำให้เกิดความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นอีกด้วย
อย่างไรก็ตามการเปลี่ยนจากการผูกขาดการให้บริการจากรายเดียว เป็นผู้ให้บริการด้วยระบบที่หลากหลายขึ้น อีกทั้งพัฒนาการเกี่ยวกับระบบนำทางด้วยดาวเทียมในระดับภูมิภาค แน่นอนว่าจะเกิดประโยชน์อย่างแน่นอน แต่ก็มีแนวโน้มจะเป็นการเพิ่มความเสี่ยงต่อความสัมพันธ์ระหว่างประเทศ ด้านเศรษฐกิจ และด้านภูมิศาสตร์ ได้เช่นกัน
ที่มา : บทความ เรื่อง “อนาคตของระบบนำทางด้วยดาวเทียม” เผยแพร่ใน Facebook : GISTDA สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน)
วิวัฒนาการที่เกี่ยวข้องกับระบบดาวเทียมของไทย
เจาะลึก 5 จุดเด่น THEOS-2 ดาวเทียมสำรวจโลก ฝีมือคนไทยเพื่อสังคมไทย
