Ερευνητές ανέπτυξαν ένα εναλλακτικό σύστημα πλοήγησης που είναι πιο ανθεκτικό και ακριβές από το GPS, ιδιαίτερα σε αστικά περιβάλλοντα. Το σύστημα αυτό αναπτύχθηκε από το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας του Delft, το Vrije Universiteit Amsterdam και το VSL, και το λειτουργικό του πρωτότυπο παρουσίασε ακρίβεια 10 εκατοστών. Αυτή η νέα τεχνολογία είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη εφαρμογών που βασίζονται στην τοποθεσία, όπως αυτόνομα οχήματα, κβαντική επικοινωνία και συστήματα κινητής επικοινωνίας επόμενης γενιάς. Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature στις 16 Νοεμβρίου.

Σήμερα, τα παγκόσμια συστήματα δορυφορικής πλοήγησης όπως το GPS (ΗΠΑ) και το Galileo (ΕΕ) παίζουν καθοριστικό ρόλο στις υποδομές μας. Ωστόσο, αυτά τα συστήματα παρουσιάζουν σημαντικούς περιορισμούς και ευπάθειες, ειδικά σε αστικά περιβάλλοντα όπου τα ραδιοσήματα μπορούν να αντανακλώνται ή να εμποδίζονται από κτίρια. Όπως δηλώνει ο Christiaan Tiberius από το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας του Delft και συντονιστής του έργου, “Αυτό μπορεί να καταστήσει το GPS αναξιόπιστο σε αστικά περιβάλλοντα, που είναι πρόβλημα αν θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε αυτόνομα οχήματα. Επίσης, οι πολίτες και οι αρχές εξαρτώνται από το GPS για πολλές εφαρμογές και συσκευές πλοήγησης που βασίζονται στην τοποθεσία. Επιπλέον, μέχρι στιγμής δεν υπήρχε εφεδρικό σύστημα.”

Το έργο SuperGPS έχει στόχο την ανάπτυξη ενός εναλλακτικού συστήματος πλοήγησης που χρησιμοποιεί το δίκτυο τηλεπικοινωνιών κινητής τηλεφωνίας αντί για δορυφόρους, παρέχοντας μεγαλύτερη ακρίβεια και αξιοπιστία. “Συνειδητοποιήσαμε ότι με λίγες πρωτοποριακές καινοτομίες, το δίκτυο τηλεπικοινωνιών θα μπορούσε να μετατραπεί σε ένα πολύ ακριβές εναλλακτικό σύστημα πλοήγησης που είναι ανεξάρτητο από το GPS,” εξηγεί ο Jeroen Koelemeij από το Vrije Universiteit Amsterdam. “Τα καταφέραμε και αναπτύξαμε επιτυχώς ένα σύστημα που μπορεί να παρέχει συνδεσιμότητα όπως τα υπάρχοντα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας και Wi-Fi, καθώς και ακριβή πλοήγηση και διανομή χρόνου όπως το GPS.”

Ένα Ατομικό Ρολόι

Μία από τις καινοτομίες του συστήματος είναι η σύνδεση του δικτύου κινητής τηλεφωνίας με ένα ατομικό ρολόι, επιτρέποντας την εκπομπή τέλεια χρονομετρημένων μηνυμάτων για πλοήγηση, παρόμοια με τους δορυφόρους GPS. Αυτές οι συνδέσεις γίνονται μέσω του υπάρχοντος δικτύου οπτικών ινών. “Είχαμε ήδη διερευνήσει τεχνικές για τη διανομή του εθνικού χρόνου που παράγεται από τα ατομικά μας ρολόγια σε χρήστες αλλού μέσω του δικτύου τηλεπικοινωνιών,” αναφέρει ο Erik Dierikx από το VSL. “Με αυτές τις τεχνικές, μπορούμε να μετατρέψουμε το δίκτυο σε ένα εθνικό διανεμημένο ατομικό ρολόι – με πολλές νέες εφαρμογές όπως πολύ ακριβής πλοήγηση μέσω δικτύων κινητής τηλεφωνίας. Με το υβριδικό οπτικο-ασύρματο σύστημα που έχουμε επιδείξει τώρα, καταρχήν οποιοσδήποτε μπορεί να έχει ασύρματη πρόσβαση στον εθνικό χρόνο που παράγεται στο VSL. Αυτό ουσιαστικά σχηματίζει ένα εξαιρετικά ακριβές ραδιορολόι που είναι ακριβές έως και ένα δισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου.”

Μεγαλύτερο Εύρος Ζώνης

Το σύστημα χρησιμοποιεί επίσης ραδιοσήματα με πολύ μεγαλύτερο εύρος ζώνης από το συνήθως χρησιμοποιούμενο. “Τα κτίρια αντανακλούν ραδιοσήματα, που μπορεί να μπερδέψουν τις συσκευές πλοήγησης. Το μεγάλο εύρος ζώνης του συστήματός μας βοηθάει να διαχωριστούν αυτές οι μπερδεμένες ανακλάσεις σημάτων, και επιτρέπει μεγαλύτερη ακρίβεια τοποθεσίας” εξηγεί ο Gerard Janssen από το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας του Delft. “Ταυτόχρονα, το εύρος ζώνης στο ραδιοφάσμα είναι σπάνιο και επομένως ακριβό. Παρακάμπτουμε αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας έναν αριθμό σχετικών ραδιοσημάτων μικρού εύρους ζώνης διασπαρμένα σε ένα μεγάλο εικονικό εύρος ζώνης. Αυτό έχει το πλεονέκτημα ότι χρησιμοποιείται μόνο ένα μικρό μέρος του εικονικού εύρους ζώνης και τα σήματα μπορούν να είναι πολύ παρόμοια με αυτά των κινητών τηλεφώνων.”

Πηγή