Багато з нас покладаються на GPS (систему глобального позиціювання), щоб оцінити час у дорозі, знайти дорогу до нових місць, уникнути заторів, стежити за дітьми та взагалі не заблукати. Але це не завжди найнадійніша система, особливо в населених пунктах, де важко отримати пряму лінію видимості до супутника та від нього. Тепер дослідники розробили нову вдосконалену технологію, яка згодом може замінити GPS у деяких сценаріях. Називається SuperGPS, він має точність у межах 10 сантиметрів (або 3,9 дюйма) і не покладається на навігаційні супутникові системи.
Новий підхід передбачає використання мереж, схожих на стільникові, але замість потокової передачі даних на наші телефони мережа отримує точне виправлення на пристрої. Поєднання радіопередавачів і волоконно-оптичних мереж формують основу системи з деякими інтелектуальними налаштуваннями на вершині.
«Ми зрозуміли, що за допомогою кількох передових інновацій телекомунікаційну мережу можна перетворити на дуже точну альтернативну систему позиціювання, яка не залежить від GPS», — каже фізик Йерун Колемей з Vrije Universiteit Amsterdam у Нідерландах. «Ми досягли успіху та успішно розробили систему, яка може забезпечити підключення, як це роблять що існує мобільні мережі та мережі Wi-Fi, а також точне позиціювання та розподіл часу, як GPS».
На тестовому майданчику з шістьма радіопередавачами дослідники змогли продемонструвати свою систему в дії на площі 660 квадратних метрів (7104 квадратних футів). Час переданих радіосигналів можна виміряти та інтерпретувати для вимірювання відстані, яка потім розкриває положення окремих пристроїв.
Одним із ключових компонентів нової системи позиціювання мережі є синхронізований атомний годинник: ідеальний час означає більш точне позиціювання. По суті, волоконно-оптичні кабелі діють як з’єднання, які зберігають усе в синхронізації з точністю до однієї мільярдної частки секунди.
Система також розгортає смугу радіосигналу, яка набагато більша за звичайну – хоча, оскільки смуга радіочастоти дорога через його дефіцит, команда використала кілька радіосигналів невеликої смуги, об’єднаних разом, щоб сформувати більшу віртуальну смугу пропускання для мережевого зв’язку. Ця додаткова смуга пропускання долає одну з найбільших проблем стандартного GPS, яка полягає в тому, що радіосигнали відбиваються від будівель і можуть швидко заплутатися.
«Це може зробити GPS ненадійним, наприклад, у міських умовах, що стане проблемою, якщо ми коли-небудь захочемо використовувати автоматизовані транспортні засоби», — говорить інженер-електрик Крістіан Тіберіус з Делфтського технологічного університету в Нідерландах.
За словами дослідників, які її розробили, нова система, як і автоматизовані транспортні засоби, може бути корисною для планування квантових комунікаційних мереж і мереж наступного покоління для мобільних пристроїв. Не зважаючи на те, що глобальні навігаційні супутникові системи (GNSS), включаючи GPS, безсумнівно, мають своє застосування і продовжуватимуть використовувати це протягом тривалого часу, експерти постійно шукають шляхи їх покращення та вдосконалення.
Потрібні додаткові тести, щоб визначити це як справжню альтернативу GPS. Налаштування запропонованої мережевої системи також потребуватиме часу, не зважаючи на те, що її протоколи передачі та апаратне забезпечення вже використовуються. За словами дослідників, нинішні мобільні та Wi-Fi щогли можуть бути адаптовані принаймні для цієї роботи.
«Ця робота відкриває уявлення про майбутнє, в якому телекомунікаційні мережі забезпечуватимуть не лише зв’язок, але й незалежні від GNSS послуги визначення часу та позиціювання з безпрецедентною точністю та надійністю», — заявляють дослідники у своїй опублікованій статті.