Các nhà nghiên cứu ở Hà Lan đã tạo ra một giải pháp thay thế trên mặt đất cho các hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu (GNSS) – tuyên bố rằng nó có thể mang lại khả năng định vị và đo thời gian chính xác hơn nhiều trong môi trường đô thị đông đúc. Hệ thống SuperGPS của nhóm sử dụng tín hiệu thời gian đồng hồ nguyên tử được phân phối bằng các công nghệ viễn thông quang học và vi sóng hiện có. Nhóm bao gồm các nhà nghiên cứu từ Đại học Tự do Amsterdam, Đại học Công nghệ Delft và công ty VSL.
Một GNSS chẳng hạn như GPS bao gồm một "chòm" vệ tinh phát tín hiệu đến các thiết bị trên mặt đất như điện thoại di động. Các tín hiệu cho thiết bị biết vị trí của các vệ tinh và mất bao lâu để tín hiệu đến được thiết bị. Thiết bị sử dụng thông tin này để tính toán vị trí của nó. Độ chính xác cao đạt được nhờ có đồng hồ nguyên tử trên mỗi vệ tinh.
Tuy nhiên, để GNSS hoạt động, thiết bị trên mặt đất phải có khả năng nhận tín hiệu từ ít nhất bốn vệ tinh, điều này có thể gây khó khăn khi người dùng ở trong nhà hoặc xung quanh là các tòa nhà cao tầng. Hơn nữa, phản xạ tín hiệu từ các tòa nhà có thể làm giảm độ chính xác của GNSS. Đây không chỉ là mối lo ngại đối với các hệ thống định vị; Tín hiệu định thời GNSS được sử dụng để đồng bộ hóa mạng viễn thông và các hệ thống khác.
tín hiệu phân tán
Với những vấn đề này trong tâm trí, Christian Tiberius và các đồng nghiệp đã tạo ra SuperGPS như một giải pháp thay thế trên mặt đất cho GNSS. Giống như vệ tinh GNSS, SuperGPS sử dụng tín hiệu thời gian từ đồng hồ nguyên tử. Tín hiệu này được phân phối đến các trạm cơ sở bằng cách sử dụng sợi quang. Sau đó, các trạm cơ sở phát tín hiệu thời gian tới các thiết bị người dùng bằng tín hiệu vi sóng băng thông cao. Băng thông cao giúp hệ thống có thể loại bỏ các tín hiệu phản xạ từ các tòa nhà. Vì băng thông vi ba đang bị thiếu hụt nên điều này được thực hiện bằng cách sử dụng một số tín hiệu băng thông thấp riêng lẻ để tạo ra băng thông cao ảo rộng hơn khoảng tám lần so với tín hiệu GNSS. Hơn nữa, các tín hiệu mà SuperGPS sử dụng tương thích với công nghệ điện thoại di động hiện có.
Để kiểm tra thiết kế của họ, nhóm đã lắp đặt sáu trạm gốc trên diện tích 660 m2 trong khuôn viên Delft. Họ phát hiện ra rằng hệ thống của họ có thể đạt được độ chính xác ở mức 10 cm, tốt hơn so với hệ thống GNSS đạt được trong nhiều môi trường đô thị.
Nhóm nghiên cứu nói rằng SuperGPS có thể mang lại lợi ích cho một loạt ứng dụng bao gồm xe tự động, truyền thông lượng tử và hệ thống truyền thông di động thế hệ tiếp theo. Hệ thống này cũng có thể được sử dụng như một bản sao lưu quan trọng cho các GNSS hiện có và có thể tạo thành cơ sở của các mạng thời gian quốc gia.
Nghiên cứu được mô tả trong Thiên nhiên.
Các bài viết Giải pháp thay thế trên mặt đất cho GPS đạt độ chính xác 10 cm xuất hiện đầu tiên trên Thế giới vật lý.
