איכון

אִיכּוּן הוא פעולה לקביעת מקומו של עצם מסוים. שיטת האיכון הבסיסית היא תצפית על האזור המשוער שבו נמצא העצם. שיטה זו מוגבלת, ולכן פותחו שיטות נוספות. איכון נדרש לעצמים סטטיים, וביתר שאת לעצמים ניידים.

דוגמה: להתמודדות עם ארטילריה רקטית כפי שמבצעת מערכת "כיפת ברזל", נדרש איכון של מקור הירי, איכון של מקום נפילתה הצפוי של הרקטה (על פי חישובים בליסטיים, לשם החלטה האם כדאי להשקיע ביירוטה, ואיכון של המיקום הנוכחי של הרקטה לשם יירוטה. לביצוען של כל פעולות האיכון הללו מוקצבות שניות מעטות, מרגע שיגור הרקטה ועד לנפילתה.

איכון או גאולוקיישן קרוב למדי ל־"מיקום" (positioning), אך ניתן להבדיל בינו לבין שיטת ה־"מיקום" על ידי מתן דגש על תוצר בעל משמעות (כתובת רחוב, לדוגמה) ולא תוצר של קואורדינטות גאוגרפיות. במובן הטכני, הפעולה כרוכה בשימוש במערכות מיקום מתקדמות, מסוג RF, המנצלות, לדוגמה, את הפרש הזמנים בעת ההגעה (TDOA), המגדיל את האפשרות לייצר מיקום ספציפי. בדרך כלל מערכות TDOA מנצלות מפות או מערכות אחרות למידע גרפי. שיטה זו מנוגדת לטכנולוגיית הרדיולוקיישן המסורתית (שבה משתמשים על מנת לאתר כיוון וכדומה), כיוון ששם האות מתביית על קולטן ולא על המקום המדויק.

גאולוקיישן של מחשב דרך האינטרנט אפשרי על ידי הקצאת כתובת IP, כתובת MAC, קוד RFID, שבב חומרה, רכיב־שדר, שבב־ממ"ג (GPS) למיקום גאוגרפי. כמו כן, ניתן להשתמש גם במידע המנודב מרצון. גאולוקיישן עובדת, בדרך כלל, על חיפוש כתובת IP בשירות WHOIS ומאחזרת את כתובתו הפיזית של בעל הכתובת.^[1] מידע המופק מגאולוקיישן של כתובת IP יכול לכלול פרטים כמו מדינה, אזור, עיר, מיקוד, קו אורך, קו רוחב ואזור זמן.^[2]

המילה "גאולוקיישן" בהקשרים האחרים מפנה לתהליך של איתור בעל חיים, המבוססת על תיעוד זמני זריחת השמש, טמפרטורת המים שהחיה שתתה מהם, וכדומה.

ערך מורחב – תצפית (צבא)

בפעילות צבאית משמשת תצפית למטרות אחדות, ובהן איכון האויב לשם הכוונת פעולה צבאית במרחב שעליו נערכת התצפית וטיווח של אש ממקורות שונים אל מטרות במרחב שעליו נערכת התצפית. בהתאם לכך עורכי התצפית עשויים להיות תצפיתני מודיעין, מפקדים בדרג כזה או אחר המכוונים פעילות צבאית המתרחשת במרחב התצפית, או קציני תצפית קדמיים המכוונים ירי אל מטרות.

כעמדת תצפית קרקעית תיבחר בדרך כלל נקודה מוגבהת כלשהי ביחס למרחב שעליו נעשית התצפית - בניין גבוה, גבעה, סוללה, רכס, תל או הר, אשר מהם משתרעים קווי ראייה ישירים אל הנקודות במרחב המשמשות נושא לתצפית. גם נקודה המוגבהת באמצעים מלאכותיים - כמו מגדל או תורן - יכולה לשמש לתצפית. נקודות התצפית הקרקעיות יהיו לרוב מוסוות על מנת להסתיר את קיומן. לכך יש מטרה כפולה - לשם הגנת העמדה והנמצאים בה, כמו גם על מנת שלא להרתיע את מושא התצפית מפעילותו, באופן שניתן יהיה לעקוב אחריו בצורה מועילה.

אמצעי התצפית הבסיסי הוא משקפת שדה פשוטה, אך לצורך תצפית עוצבו דגמים רבים של משקפות משוכללות וארוכות טווח יותר (ובהן משקפות שעוצבו על מנת להקטין את סכנת הפגיעה בתצפיתן). אמצעי תצפית משוכללים יותר עשויים לכלול אמצעי הדמיה תרמית או הדמיית מכ"ם, המשולבים באמצעים לתקשורת נתונים.

האמצעים המשמשים לתצפית אווירית הם קודם לכל כלי טיס שונים, שכל אחד מהם מתאים למשימות תצפית שונות:

• בלון תצפית - מכלי הטיס הראשונים ששימשו לתצפית אווירית, המשמש כיום בעיקר לתצפית נייחת על פני שטח רחב;
• מסוק;
• מטוס - החל במטוסים קלים המתאימים לטיווח ארטילרי, עבור במטוסי קרב מהירים וכלה במטוסים שנבנו במיוחד למשימות צילום בשטח אויב, כמו לוקהיד U-2 ו-SR-71;
• כטב"ם תצפית;
• לוויין - אמצעי המתאים במיוחד לעריכת תצפית על אתרים המרוחקים מן המדינה עורכת התצפית.

ערך מורחב – איכון באמצעות קול

איכון באמצעות קול (באנגלית: Sound Ranging) הוא שיטה לקביעת קואורדינטות כלי ארטילריה של האויב באמצעות ניתוח קולות ירי התותחים או כלי ירי אחרים כדוגמת מרגמות ורקטות. בשיטה דומה ניתן להשתמש על מנת לכוונן ירי ארטילרי ישיר למקום שהקואורדינטות שלו ידועות.

איכון באמצעות קול הוא אחת משלוש שיטות לאיתור הארטילריה של הצד השני שפיתוחן זורז עקב מלחמת העולם הראשונה. השיטות האחרות היו סיורים אוויריים (הן לתצפית ישירה והן למשימות צילום) ואיתור הרשף הנוצר בזמן הירי.

שיטות לאיכון תותחים בעזרת קול הירי התפתחו עוד קודם למלחמת העולם הראשונה והיו מבוססות על שימוש בשעון עצר או על האזנה למיקרופונים. שיטת "שעון העצר" התבססה על זיהוי רשף ירי התותח, מדידת הכיוון היחסי אליו ומדידה באמצעות שעון עצר של משך הזמן שלקח לקול להגיע. מכפלת הזמן במהירות הקול אפשרה למצוא את המרחק אל מקור הירי. שיטת "ההאזנה" התבססה על האזנה לשני מיקרופונים המצויים במרחק של מספר קילומטרים האחד מהשני ומדידת הפרש הזמנים בין הגעת קול התותח למיקרופון הראשון והגעת קול התותח למיקרופון השני. נראה כי הגרמנים השתמשו בשיטה זו במהלך מלחמת העולם הראשונה. לעומת זאת, אנשי הצבא של מדינות ההסכמה פסלו את השיטה והתייחסו אליה כבלתי יעילה. הם פיתחו שיטות ומכשירים מדויקים יותר לאיכון בעזרת קול שאינם תלויים בקצב התגובה האנושי. פיתוח השיטות והמכשירים נמשך גם אחר כך והם מצויים בשימוש עד היום.

איכון בעזרת קול בשיטות מדעיות מבוסס על שימוש במספר זוגות של מיקרופונים על מנת לחשב את הכיוון למקור הקול. החיתוך בין התוצאות נותן את מיקומה של הסוללה. את הכיוונים גוזרים מהפרש הזמנים של הגעת הקול למיקרופונים.

במהלך מלחמת העולם השנייה היה איכון בעזרת קול טכנולוגיה בשלה ובשימוש נרחב, בייחוד על ידי הבריטים (על ידי גדודי הסקר הארטילריים שצורפו לרמת קורפוס) והגרמנים (במחלקות הניטור של הוורמאכט - Beobachtungs Abteilungen). פיתוח הטכנולוגיה נמשך וציוד משופר הונהג לראשונה, במיוחד לאיתור מרגמות. לקראת סוף המלחמה הנהיגו הבריטים שיטת ריבוב שאיפשרה למיקרופונים לשתף כבל אחד אל ציוד ההקלטה. גם במלחמת קוריאה נעשה שימוש באיכון ארטילריה בעזרת קול, אבל טכניקה זו רק השלימה איתור מרגמות באמצעות מכ"ם וצופי ארטילריה מוטסים.

בבריטניה פותחה גם טכניקה לאיכון מטוסים באמצעות קול. הם פיתחו רשת נרחבת של "מראות אקוסטיות" שהיו בשימוש במהלך מלחמת העולם הראשונה והשנייה.^[3] "מראות קול" (Sound mirrors) הן למעשה מיקרופונים הנעים על ציר שמטרתם למצוא את הזווית שבה משרעת הקול היא המקסימלית, שהוא גם הכיוון אל המטרה. שתי מראות אקוסטיות במקומות שונים יספקו שני כיוונים שונים, דבר המאפשר בעזרת טריאנגולציה לקבוע את מקומו של מקור הקול. לפני פיתוח המכ"ם היה איכון בעזרת קול הטכנולוגיה היחידה לאתר מטוסים ממרחק, אך לקראת מלחמת העולם השנייה החל המכ"ם להוות אלטרנטיבה אמינה. עם זאת, תחנות האיכון בעזרת קול המשיכו לפעול כגיבוי.

ערך מורחב – סונאר

סונאר (מאנגלית SONAR - ראשי תיבות של Sound Navigation And Ranging) הוא טכנולוגיה לניווט ולגילוי צוללות ואוניות, הפועלת באמצעות גלי קול. קיימים שני סוגי סונאר: אקטיבי ופסיבי.

יעודו המקורי של הסונאר היה איתור קרחונים, דרישה שחשיבותה הובהרה בעקבות טביעת הטיטאניק. במלחמת העולם הראשונה גבר העניין בסונאר עקב הצורך באיתור צוללות. בשנת 1915 המציא הפיזיקאי הצרפתי פול לנז'בן את ההתקן הראשון המבוסס על סונאר, ועבודתו השפיעה על תכנוני הסונאר העתידיים. מתקנים ראשונים אלה היו התקני האזנה פסיביים. ב-1917–1918 נבנו באנגליה ובארצות הברית מתקני הסונאר האקטיביים הראשונים, וייצורם הסדרתי החל בשנות ה-20 של המאה ה-20. עם פיתוח הסונאר העריכו הבריטים שזהו סוף עידן הצוללות, אך עם פרוץ המלחמה התברר שגם עם הסונאר, עדיין קשה לגלות צוללות. גם לסונארים המתקדמים ביותר של ימינו יש מגבלות.

סונאר אקטיבי יוצר גל קול קצר (פולס) המכונה "פינג". לאחר שהפולס עוזב את המתקן מאזינים להחזרות של גל הקול. על ידי מדידת הזמן שלוקח לקול לחזור ניתן להעריך את מרחק החפץ שהחזיר אותו (אונייה, קרקעית הים או עצמים אחרים), בהנחה שמהירות ההתקדמות של גל הקול במים היא ידועה. ניתן גם לחשב את כיוונו של העצם המחזיר ביחס למתקן על ידי האזנה במקביל מכמה הידרופונים (מיקרופונים תת-ימיים) שהפרשי המרחקים ביניהם ידועים במדויק, ומדידת ההפרשים בזמני ההגעה של הגל המוחזר.

בסונאר פסיבי אין משדרים פולס יזום אלא מאזינים לקולות שפולטים העצמים, למשל מנוע של ספינה או צוללת. במערכת כזו נדרשת רגישות מיקרופונים גבוהה כי האות הנקלט חלש יחסית.

איכון באמצעות הד משמש עטלפים מימים ימימה, ומאפשר להם להתחמק ממכשולים במסלול מעופם, לגלות, ואף להתביית, על טרף המצוי בשדה הקלט שלהם, כולל מרחקו מהם ושינויים במיקומו עקב תנועה או ניסיון הימלטות. גם לווייתני שיניים משתמשים באיכון הד למציאת טרפם.

ערך מורחב – מכ"ם

מכ"ם (ראשי תיבות של "מגלה כיוון ומרחק"), או רדאר (Radar - radio detection and ranging), הוא מערכת אלקטרונית לאיכון עצמים כגון מטוסים, ספינות ואף בעלי חיים, וכן למיפוי והשגת מידע על שטח או נפח.

המכ"ם מורכב ממשדר וממקלט. המַשְדר מְשַדר אלומה של קרינה אלקטרומגנטית (גלי רדיו) מאנטנה, ועצם המצוי בתחום אלומת השידור בו פוגעת הקרן מפזר חלק ממנה במרחב. שבריר מהקרן המפוזרת על ידי העצם מוחזר באופן זה אל הכיוון ממנו שודר. המקלט עוקב אחר אותות קרינה החוזרים מן המרחב שמאפייניהם תואמים למאפייני האותות ששודרו. קליטה סדירה של אותות חוזרים מעידה על הימצאות עצם או עצמים במרחב. עיבוד וניתוח האותות החוזרים מאפשר לחשב את כיווניהם, מרחקיהם ומהירות תנועתם של עצמים כאלה, ואף לשער את נפחם. לדוגמה, פרק הזמן החולף מרגע שידור אות לרגע קליטת הד הקרינה החוזר מאפשר לחשב את מרחקו של העצם ממקום השידור. הכיוון ממנו נקלט הד הקרינה מעיד על כיוון הימצאותו של הגוף. שינוי מרגע לרגע במרחקו המחושב של הגוף מעיד על מהירות הגוף והאם הוא מתרחק או מתקרב לעבר המכ"ם. דרך אחרת לחישוב מהירות הגוף עושה שימוש במדידת הסחת התדר של הקרינה החוזרת מן הגוף ביחס לתדר בו שודרה - אפקט דופלר. עוצמת האות החוזר בהשוואה למרחקו של הגוף מאפשרת לקבל מושג על כמות החומר המתכתי שהעצם מכיל.

המכ"ם יכול להיות מותקן על גבי הקרקע, על כלי רכב, בים (על כלי שיט), באוויר (על כלי טיס, על טיל) ואף בחלל. בדרך כלל מצויד המכ"ם במסך המאפשר הצגת העצמים שזוהו כנקודות שמיקומן על המסך אנלוגי למיקומם במרחב של העצמים המיוצגים על ידן. באמצעות תצוגה כזו יכול המוכ"ם (אדם האחראי על המעקב אחר המידע המתקבל מן המכ"ם) לעקוב אחר הנעשה במרחב, לשים לב לשינויים בזמן התרחשותם ולבחור להתמקד בנתוניו המדויקים של כל עצם בהתאם לצורך.

איכון משדר רדיו הוא חלק מהפעילות של מודיעין אותות, למשל לשם איתור תחנת רדיו מחתרתית או לפגיעה במערכת מכ"ם של האויב.

אחד האמצעים הוותיקים לאיכון שידורים, הנמצא בשימוש עד היום, הוא על ידי שימוש באנטנות כיווניות המשמשות כמד זווית, כך שניתן למתוח קו מן המקלט אל מקור אות השידור. אין די בידיעת הכיוון המצפני מנקודת קליטה אחת אל מקור השידור כדי לאתר את מיקומו המדויק. אולם כאשר קיימות מספר נקודות האזנה בעלות אנטנות כיווניות, הצטלבות כיווני השידור של המקלטים השונים תמקם את מקור השידור. אף לשיטה זו קיימים אמצעי-נגד, ביניהם שידור הנעשה ממספר משדרים לסירוגין, בצירופים הידועים רק למפעיל המשדרים. כיוון שאנטנה כיוונית חייבת לפנות אל מקור השידור, בין אם ידנית ובין אם אוטומטית, שימוש במספר רב של משדרים, באתרים שונים, תוך מעבר מהיר בין משדר למשדר, עשויה להקשות על איתור מקור השידור. אחת השיטות להתגבר על אמצעי-נגד זה היא בעזרת שימוש באנטנת Wullenweber, שהוא מערך אנטנות מעגלי, אמצעי שפותח עוד בתחילת מלחמת העולם השנייה. מערך אנטנות זה הוא ענק בגודלו וזכה לכינוי "כלוב פילים". שיטת איכון נוספת היא על פי מדידת "זמן הגעה" של אות השידור לנקודות קליטה שונות, בשילוב עם שימוש ב-GPS, או אמצעי דומה. נקודות ההאזנה השונות יכולות להיות קרקעיות, או על מטוסים, אוניות, או לוויינים.

ערך מורחב – איכון טלפון נייד

תקשורת סלולרית מתאפשרת באמצעות רשת של תחנות בסיס סלולריות שכל אחת מהן מכסה תא שטח קטן יחסית (באנגלית: cell). כל טלפון סלולרי מתקשר עם תחנת הבסיס הקרובה אליו. כאשר אדם נושא טלפון סלולרי ניתן לקבל מידע על מיקומו ותנועתו בהתאם לתחנות הבסיס איתן התקשר מכשיר הטלפון שלו. מידע זה אינו זמין לציבור (בישראל מוסדרת קבלתו בחוק סדר הדין הפלילי (סמכויות אכיפה - נתוני תקשורת), ובהוראת סעיף 11 לחוק השב"כ),^[4] אך הוא משמש חוקרים לשם איתור נעדרים ופענוח מעשי פשע.

בפרשת רצח שלושת הנערים שימש מידע זה לקביעת מסלול נסיעתם, מרגע שעלו לטרמפ ועד לרציחתם וקבורתם, ואף לאחר מכן, עד להשבתת פעולתם של הטלפונים שלהם. במסגרת המאבק בהתפרצות נגיף הקורונה בישראל, הוסמך השב"כ לעשות שימוש במאגר נתוני התקשורת שלו ('הכלי') ולאכן את מסלולם של נשאים של נגיף הקורונה והאנשים ששהו בקרבתם.^[5]

איכון מיקום האפיצנטר של רעידת אדמה מתבצע באמצעות רשת סייסמוגרפים הממוקמים לאלפיהם על פני כדור הארץ. האיכון מתבסס על קריאת המרחק של כל תחנה סייסמוגרפית ממוקד רעידת האדמה. ברגע שיש נתון של מרחק מהמוקד משלוש תחנות סייסמוגרפיות לפחות, ניתן לקבוע את מיקום האפיצנטר של הרעידה. ככל שקיימים נתונים מיותר תחנות, כך האיכון יהיה מדויק יותר. עקב העובדה שמאות ואף אלפי סייסמוגרפים קולטים כל רעידת אדמה גדולה המתרחשת בתוך קרום כדור הארץ, ניתן להגיע לאיכון של נקודת ציון בעלת 12 ספרות.

מדיה וקבצים בנושא איכון בוויקישיתוף

• מפת עולם האינטרנט 2007 - מחקר המציג את התפוצה הגאוגרפית של משתמשי האינטרנט ברחבי העולם.
• רשימת תפוצה ציבורית בנושא גאולוקיישן של ה–W3C.