Ερευνητές στην Ολλανδία δημιούργησαν μια επίγεια εναλλακτική λύση στα παγκόσμια συστήματα δορυφορικής πλοήγησης (GNSS) – ισχυριζόμενοι ότι θα μπορούσε να προσφέρει πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια εντοπισμού θέσης και μέτρησης χρόνου σε ακατάστατα αστικά περιβάλλοντα. Το σύστημα SuperGPS της ομάδας χρησιμοποιεί ένα σήμα ώρας ατομικού ρολογιού που διανέμεται χρησιμοποιώντας τις υπάρχουσες τεχνολογίες οπτικών και μικροκυμάτων τηλεπικοινωνιών. Η ομάδα περιλαμβάνει ερευνητές από το Ελεύθερο Πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ, το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Ντελφτ και την εταιρεία VSL.
Ένα GNSS όπως το GPS περιλαμβάνει έναν «αστερισμό» δορυφόρων που εκπέμπουν σήματα σε συσκευές στο έδαφος, όπως κινητά τηλέφωνα. Τα σήματα λένε στη συσκευή πού βρίσκονται οι δορυφόροι και πόσο χρόνο χρειάστηκαν τα σήματα για να φτάσουν στη συσκευή. Η συσκευή χρησιμοποιεί αυτές τις πληροφορίες για να υπολογίσει τη θέση της. Η υψηλή ακρίβεια επιτυγχάνεται με την ύπαρξη ατομικού ρολογιού σε κάθε δορυφόρο.
Ωστόσο, για να λειτουργήσει ένα GNSS, η συσκευή στο έδαφος πρέπει να μπορεί να λαμβάνει σήματα από τουλάχιστον τέσσερις δορυφόρους, κάτι που μπορεί να είναι δύσκολο όταν ο χρήστης βρίσκεται σε εσωτερικό χώρο ή περιβάλλεται από ψηλά κτίρια. Επιπλέον, οι αντανακλάσεις σημάτων από κτίρια μπορούν να υποβαθμίσουν την ακρίβεια ενός GNSS. Αυτό δεν είναι μόνο μια ανησυχία για τα συστήματα πλοήγησης. Τα σήματα χρονισμού GNSS χρησιμοποιούνται για το συγχρονισμό τηλεπικοινωνιακών δικτύων και άλλων συστημάτων.
Κατανεμημένο σήμα
Με αυτά τα προβλήματα κατά νου, Χριστιανός Τιβέριος και οι συνάδελφοι δημιούργησαν το SuperGPS ως επίγεια εναλλακτική λύση στο GNSS. Όπως ένας δορυφόρος GNSS, το SuperGPS χρησιμοποιεί ένα σήμα ώρας από ένα ατομικό ρολόι. Αυτό το σήμα διανέμεται στους σταθμούς βάσης χρησιμοποιώντας οπτικές ίνες. Στη συνέχεια, οι σταθμοί βάσης εκπέμπουν τα σήματα χρόνου στις συσκευές χρήστη χρησιμοποιώντας ένα σήμα μικροκυμάτων υψηλού εύρους ζώνης. Το υψηλό εύρος ζώνης επιτρέπει στο σύστημα να εξαλείφει τα σήματα που αντανακλώνται από τα κτίρια. Επειδή το εύρος ζώνης μικροκυμάτων είναι ελλιπές, αυτό γίνεται με τη χρήση πολλών μεμονωμένων σημάτων χαμηλού εύρους ζώνης για τη δημιουργία ενός εικονικού μεγάλου εύρους ζώνης που είναι περίπου οκτώ φορές ευρύτερο από ένα σήμα GNSS. Επιπλέον, τα σήματα που χρησιμοποιεί το SuperGPS είναι συμβατά με την υπάρχουσα τεχνολογία κινητών τηλεφώνων.
Για να δοκιμάσει το σχεδιασμό τους, η ομάδα εγκατέστησε έξι σταθμούς βάσης σε μια περιοχή 660 m2 στην πανεπιστημιούπολη του Ντελφτ. Διαπίστωσαν ότι το σύστημά τους μπορούσε να επιτύχει ακρίβεια της τάξης των 10 cm, η οποία είναι καλύτερη από αυτή που επιτυγχάνουν τα GNSS σε πολλά αστικά περιβάλλοντα.
Η ομάδα λέει ότι το SuperGPS θα μπορούσε να ωφελήσει μια σειρά εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων των αυτοματοποιημένων οχημάτων, της κβαντικής επικοινωνίας και των συστημάτων κινητής επικοινωνίας επόμενης γενιάς. Το σύστημα θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί ως ζωτικής σημασίας εφεδρικό στα υπάρχοντα GNSS και θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση των εθνικών δικτύων χρονισμού.
Η έρευνα περιγράφεται στο Φύση.
Ο ορθοστάτης Η επίγεια εναλλακτική λύση στο GPS επιτυγχάνει ακρίβεια 10 cm εμφανίστηκε για πρώτη φορά σε Κόσμος Φυσικής.
