Дослідники Делфтського технологічного університету, Vrije Universiteit Amsterdam і VSL розробили альтернативну систему позиціонування, яка є більш надійною та точною, ніж GPS, особливо в міських умовах. Робочий прототип, який продемонстрував цю нову інфраструктуру мобільної мережі, досяг точності 10 сантиметрів. Ця нова технологія важлива для впровадження широкого спектру просунутих додатків на основі визначення місця розташування, включаючи автономні транспортні засоби, квантовий зв’язок і системи мобільного зв’язку нового покоління. Результати опубліковані в журналі Nature.
Сьогодні значна частина нашої життєво важливої інфраструктури покладається на глобальні навігаційні супутникові системи, такі як GPS (Сполучені Штати) та Galileo (Європейський Союз). Проте ці навігаційні системи, які покладаються на супутники, мають значні обмеження та вразливі місця. Під час прийому на Землі їхні радіосигнали слабкі, і точне визначення місця розташування неможливо, коли радіосигнали відбиваються або блокуються будівлями.
«Це може зробити GPS ненадійним, наприклад, у міських умовах, — каже Крістіан Тіберіус з Делфтського технологічного університету та координатор проекту, — що стане проблемою, якщо ми колись захочемо використовувати автоматизовані транспортні засоби. Крім того, громадяни та наша влада фактично залежать від GPS для багатьох програм на основі визначення місцезнаходження та навігаційних пристроїв. Крім того, поки що у нас не було резервної системи».
Проект під назвою SuperGPS було розпочато з метою розробки альтернативної системи позиціонування, яка використовує мобільну телекомунікаційну мережу замість супутників і яка може бути більш точною та надійною, ніж GPS. «Ми зрозуміли, що за допомогою кількох передових інновацій телекомунікаційну мережу можна перетворити на дуже точну альтернативну систему позиціонування, яка не залежить від GPS», — говорить Єрун Коелемей з Vrije Universiteit Amsterdam. «Ми досягли успіху та успішно розробили систему, яка може забезпечити підключення, як це роблять існуючі мобільні мережі та мережі Wi-Fi, а також точне позиціонування та розподіл часу, як GPS».
Одним із цих нововведень є підключення мобільної мережі до дуже точного атомного годинника, щоб він міг транслювати ідеально синхронізовані повідомлення для позиціонування, як це роблять супутники GPS за допомогою атомних годинників, які вони мають на борту. Ці з’єднання здійснюються через існуючу волоконно-оптичну мережу.
«Ми вже досліджували методи розповсюдження національного часу, створеного нашими атомними годинниками, користувачам в інших місцях через телекомунікаційну мережу», — говорить Ерік Дірікс з VSL. «За допомогою цих методів ми можемо перетворити мережу на загальнонаціональний розподілений атомний годинник – з багатьма новими додатками, такими як дуже точне позиціонування через мобільні мережі. Завдяки гібридній оптико-бездротовій системі, яку ми зараз продемонстрували, в принципі будь-хто може мати бездротовий доступ до національного часу, виробленого на VSL. По суті, це надзвичайно точний радіогодинник, який працює до однієї мільярдної секунди».
Крім того, система використовує радіосигнали зі смугою пропускання набагато більшою, ніж зазвичай використовується. «Будівлі відбивають радіосигнали, що може ввести в оману навігаційні пристрої. Велика смуга пропускання нашої системи допомагає сортувати ці заплутані відбиття сигналу та забезпечує більшу точність позиціонування», – пояснює Джерард Янссен з Делфтського технологічного університету. «У той же час, смуга пропускання в радіоспектрі обмежена і тому дорога. Ми обходимо це, використовуючи низку пов’язаних малосмугових радіосигналів, поширених у великій віртуальній смузі пропускання. Це має ту перевагу, що фактично використовується лише невелика частка віртуальної смуги пропускання, і сигнали можуть бути дуже схожими на сигнали мобільних телефонів».
