Альтернативная система позиционирования, более надежная и точная, чем GPS, особенно в городских условиях, была разработана совместной командой исследователей Делфтского технологического университета, Амстердамского свободного университета и VSL. Рабочий прототип, продемонстрировавший эту новую инфраструктуру мобильной сети, достиг точности 10 сантиметров. Эта новая технология важна для реализации широкого спектра передовых приложений на основе определения местоположения, включая автономные транспортные средства, квантовую связь и системы мобильной связи следующего поколения. Результаты были опубликованы в журнале Nature.
В наши дни большая часть нашей жизненно важной инфраструктуры опирается на глобальные навигационные спутниковые системы, такие как GPS или ГЛОНАСС. Тем не менее, эти навигационные системы, использующие спутники, имеют существенные ограничения и уязвимые места. При приеме на Земле их радиосигналы слабы, и точное позиционирование невозможно, когда радиосигналы отражаются или блокируются зданиями.
Это может сделать GPS ненадежным, например, в городских условиях, что является проблемой, если мы когда-нибудь захотим использовать автоматизированные транспортные средства. Кроме того, граждане и наши власти фактически зависят от GPS для многих приложений и навигационных устройств, основанных на местоположении. Кроме того, до сих пор у нас не было резервной системы.
Проект под названием SuperGPS был начат с целью разработки альтернативной системы позиционирования, которая использует сеть мобильной связи вместо спутников и может быть более точной и надежной, чем GPS. В какой-то момент разработки исследователи поняли, что с помощью нескольких передовых инноваций телекоммуникационная сеть может быть преобразована в очень точную альтернативную систему позиционирования, независимую от GPS. Команда успешно разработала систему, которая может обеспечивать подключение, как существующие мобильные сети и сети Wi-Fi, а также точное позиционирование и распределение времени, как GPS.
Одно из этих нововведений заключается в подключении мобильной сети к очень точным атомным часам, чтобы она могла транслировать точно синхронизированные сообщения для определения местоположения, точно так же, как это делают спутники GPS с помощью атомных часов, которые они несут на борту. Эти соединения осуществляются через существующую оптоволоконную сеть.
Ранее инжинеры уже изучали методы передачи национального времени, производимого учавствовашими в эксперименте атомными часами, пользователям в других местах через телекоммуникационную сеть. С помощью этих методов они смогли превратить сеть в общенациональные распределенные атомные часы — со многими новыми приложениями, такими как очень точное позиционирование через мобильные сети. С гибридной оптико-беспроводной системой, которую они продемонстрировали в своей работе, в принципе любой может иметь беспроводной доступ к национальному времени, произведенному на VSL. По сути, это чрезвычайно точные радиочасы с точностью до одной миллиардной доли секунды.
Кроме того, в системе используются радиосигналы с более широкой полосой пропускания, чем обычно. Здания отражают радиосигналы, что может сбить с толку навигационные устройства. Широкая пропускная полоса разработанной системы помогает разобраться в этих сбивающих с толку отражениях сигналов и обеспечивает более высокую точность позиционирования. В то же время пропускная полоса в радиодиапазоне ограничена и поэтому дорога. Инжинеры обходят это, используя ряд связанных радиосигналов с малой пропускной способностью, распределенных по большой виртуальной пропускной полосе. Преимущество этого заключается в том, что фактически используется лишь небольшая часть виртуальной пропускной полосы, а сигналы могут быть очень похожи на сигналы мобильных телефонов.
Читать TechDigest в Google
