Naukowcy z Holandii stworzyli naziemną alternatywę dla globalnych systemów nawigacji satelitarnej (GNSS) – twierdząc, że może ona zapewnić znacznie większą dokładność pozycjonowania i pomiaru czasu w zagraconych środowiskach miejskich. System SuperGPS zespołu wykorzystuje sygnał zegara atomowego, który jest dystrybuowany za pomocą istniejących optycznych i mikrofalowych technologii telekomunikacyjnych. W skład zespołu wchodzą badacze z Free University of Amsterdam, Delft University of Technology oraz firmy VSL.
GNSS, taki jak GPS, obejmuje „konstelację” satelitów, które nadają sygnały do urządzeń naziemnych, takich jak telefony komórkowe. Sygnały informują urządzenie, gdzie znajdują się satelity i jak długo sygnały docierały do urządzenia. Urządzenie wykorzystuje te informacje do obliczenia swojej lokalizacji. Wysoką dokładność uzyskuje się dzięki zegarowi atomowemu na pokładzie każdego satelity.
Jednak aby GNSS działał, urządzenie naziemne musi być w stanie odbierać sygnały z co najmniej czterech satelitów, co może być trudne, gdy użytkownik znajduje się w pomieszczeniu lub jest otoczony wysokimi budynkami. Ponadto odbicia sygnału od budynków mogą obniżyć dokładność GNSS. Jest to zmartwienie nie tylko dla systemów nawigacyjnych; Sygnały taktujące GNSS służą do synchronizacji sieci telekomunikacyjnych i innych systemów.
Sygnał rozproszony
Mając na uwadze te problemy, Krystian Tyberiusz i współpracownicy stworzyli SuperGPS jako naziemną alternatywę dla GNSS. Podobnie jak satelita GNSS, SuperGPS wykorzystuje sygnał czasu z zegara atomowego. Sygnał ten jest dystrybuowany do stacji bazowych za pomocą światłowodów. Stacje bazowe nadają następnie sygnały czasu do urządzeń użytkowników za pomocą sygnału mikrofalowego o dużej przepustowości. Wysoka przepustowość umożliwia systemowi wyeliminowanie sygnałów odbijanych od budynków. Ponieważ brakuje pasma mikrofalowego, odbywa się to za pomocą kilku pojedynczych sygnałów o niskiej przepustowości, aby stworzyć wirtualną wysoką przepustowość, która jest około osiem razy szersza niż sygnał GNSS. Co więcej, sygnały używane przez SuperGPS są kompatybilne z istniejącą technologią telefonii komórkowej.
Aby przetestować swój projekt, zespół zainstalował sześć stacji bazowych na obszarze 660 m2 na kampusie w Delft. Odkryli, że ich system może osiągnąć dokładność rzędu 10 cm, czyli lepszą niż osiągana przez GNSS w wielu środowiskach miejskich.
Zespół twierdzi, że SuperGPS może przynieść korzyści wielu zastosowaniom, w tym zautomatyzowanym pojazdom, komunikacji kwantowej i systemom komunikacji mobilnej nowej generacji. System mógłby również służyć jako niezbędne wsparcie dla istniejących GNSS i mógłby stanowić podstawę krajowych sieci pomiaru czasu.
Badania opisano w Natura.
Post Naziemna alternatywa dla GPS osiąga dokładność 10 cm pojawiła się najpierw na Świat Fizyki.
