Forskere i Nederland har skapt et bakkebasert alternativ til globale satellittnavigasjonssystemer (GNSS) – og hevder at det kan tilby en langt større posisjonerings- og tidtakingsnøyaktighet i rotete bymiljøer. Teamets SuperGPS-system bruker et atomklokke-tidssignal som distribueres ved hjelp av eksisterende optisk og mikrobølgetelekommunikasjonsteknologi. Teamet inkluderer forskere fra Free University of Amsterdam, Delft University of Technology, og selskapet VSL.
En GNSS som GPS består av en "konstellasjon" av satellitter som sender signaler til enheter på bakken, for eksempel mobiltelefoner. Signalene forteller enheten hvor satellittene er og hvor lang tid det tok før signalene nådde enheten. Enheten bruker denne informasjonen til å beregne plasseringen. Høy nøyaktighet oppnås ved å ha en atomklokke ombord på hver satellitt.
Men for at en GNSS skal fungere, må enheten på bakken kunne motta signaler fra minst fire satellitter, noe som kan være vanskelig når brukeren er innendørs eller omgitt av høye bygninger. Videre kan signalrefleksjoner fra bygninger forringe nøyaktigheten til en GNSS. Dette er ikke bare en bekymring for navigasjonssystemer; GNSS-tidssignaler brukes til å synkronisere telekommunikasjonsnettverk og andre systemer.
Distribuert signal
Med disse problemene i tankene, Christian Tiberius og kolleger skapte SuperGPS som et bakkebasert alternativ til GNSS. Som en GNSS-satellitt bruker SuperGPS et tidssignal fra en atomklokke. Dette signalet distribueres til basestasjoner ved hjelp av fiberoptikk. Basestasjonene kringkaster deretter tidssignalene til brukerenheter ved hjelp av et mikrobølgesignal med høy båndbredde. Høy båndbredde gjør det mulig for systemet å luke ut signaler som reflekteres fra bygninger. Fordi mikrobølgebåndbredde er mangelvare, gjøres dette ved å bruke flere individuelle lavbåndbreddesignaler for å skape en virtuell høybåndbredde som er omtrent åtte ganger bredere enn et GNSS-signal. Dessuten er signalene som brukes av SuperGPS kompatible med eksisterende mobiltelefonteknologi.
For å teste designet deres installerte teamet seks basestasjoner over et område på 660 m2 på Delft campus. De fant ut at systemet deres kunne oppnå en nøyaktighet i størrelsesorden 10 cm, noe som er bedre enn det som oppnås med GNSS-er i mange urbane miljøer.
Teamet sier at SuperGPS kan være til nytte for en rekke applikasjoner, inkludert automatiserte kjøretøy, kvantekommunikasjon og neste generasjons mobilkommunikasjonssystemer. Systemet kan også brukes som en viktig sikkerhetskopi til eksisterende GNSS-er og kan danne grunnlaget for nasjonale tidtakingsnettverk.
Forskningen er beskrevet i Natur.
Innlegget Bakkebasert alternativ til GPS oppnår 10 cm nøyaktighet dukket først på Fysikkens verden.
