أكثر دقة من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS): نظام ملاحة جديد بدقة تصل إلى 10 سنتيمترات
طور الباحثون نظامًا بديلًا لتحديد المواقع يكون أكثر قوة ودقة من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، خاصة في المناطق الحضرية.
تم تطوير نظام تحديد المواقع البديل الأكثر قوة ودقة من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، خاصة في المناطق الحضرية من قبل باحثين من جامعة دلفت للتكنولوجيا، و Vrije Universiteit Amsterdam ، وVSL.
حقق النموذج الأولي للعمل الذي أظهر هذه البنية التحتية الجديدة لشبكة الهاتف المحمول دقة تصل إلى 10 سنتيمترات.
هذه التكنولوجيا الجديدة مهمة لتنفيذ مجموعة واسعة من التطبيقات المتقدمة القائمة على الموقع، بما في ذلك المركبات المستقلة، والاتصالات الكمومية، وأنظمة الاتصالات المتنقلة من الجيل التالي.
سيتم نشر النتائج اليوم (16 نوفمبر) في مجلة Nature .
رسم توضيحي لشبكة لاسلكية ضوئية مختلطة لتحديد المواقع بقوة على مستوى الديسيمتر في البيئات الحضرية. الائتمان: TU Delft / Stephan Timmers
في هذه الأيام، يعتمد جزء كبير من بنيتنا التحتية الحيوية على أنظمة الأقمار الصناعية للملاحة العالمية مثل GPS (الولايات المتحدة) و Galileo (الاتحاد الأوروبي).
ومع ذلك، فإن أنظمة الملاحة التي تعتمد على الأقمار الصناعية لها حدود ونقاط ضعف كبيرة. عند استقبالها على الأرض، تكون إشاراتها اللاسلكية ضعيفة، ولا يمكن تحديد الموقع بدقة عندما تنعكس إشارات الراديو أو تحجبها المباني.
يقول كريستيان تيبيريوس من جامعة دلفت للتكنولوجيا ومنسق المشروع: “يمكن أن يجعل هذا نظام تحديد المواقع العالمي غير موثوق به في المناطق الحضرية، وهي مشكلة إذا أردنا في أي وقت استخدام المركبات الآلية.
أيضًا، يعتمد المواطنون وسلطاتنا فعليًا على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للعديد من التطبيقات القائمة على الموقع وأجهزة الملاحة. علاوة على ذلك، لم يكن لدينا حتى الآن نظام احتياطي “.
بدأ مشروع بعنوان SuperGPS بهدف تطوير نظام بديل لتحديد المواقع يستخدم شبكة الاتصالات المتنقلة بدلاً من الأقمار الصناعية ويمكن أن يكون أكثر دقة وموثوقية من GPS.
يقول Jeroen Koelemeij من جامعة Vrije Universiteit Amsterdam: “لقد أدركنا أنه من خلال عدد قليل من الابتكارات المتطورة، يمكن تحويل شبكة الاتصالات السلكية واللاسلكية إلى نظام بديل دقيق للغاية لتحديد المواقع ومستقل عن GPS”.
“لقد نجحنا وطورنا بنجاح نظامًا يمكنه توفير الاتصال تمامًا كما تفعل شبكات الهاتف المحمول وشبكات Wi-Fi الحالية، بالإضافة إلى تحديد المواقع وتوزيع الوقت بدقة مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).”
البحث عن نظام ملاحة بدقة 10 سم. الائتمان: TU Delft / Frank Auperlé
ساعة ذرية
تتمثل إحدى هذه الابتكارات في توصيل شبكة الهاتف المحمول بساعة ذرية دقيقة للغاية، بحيث يمكنها بث رسائل محددة التوقيت تمامًا لتحديد المواقع، تمامًا كما تفعل الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بمساعدة الساعات الذرية التي تحملها على متنها. يتم إجراء هذه التوصيلات من خلال شبكة الألياف الضوئية الموجودة.
يقول Erik Dierikx من VSL: “لقد بحثنا بالفعل عن تقنيات لتوزيع التوقيت الوطني الذي تنتجه ساعاتنا الذرية على المستخدمين في أماكن أخرى من خلال شبكة الاتصالات السلكية واللاسلكية”.
“باستخدام هذه التقنيات، يمكننا تحويل الشبكة إلى ساعة ذرية موزعة على الصعيد الوطني – مع العديد من التطبيقات الجديدة مثل تحديد المواقع بدقة عالية عبر شبكات الهاتف المحمول.
مع النظام اللاسلكي البصري الهجين الذي أظهرناه الآن، من حيث المبدأ، يمكن لأي شخص الوصول لاسلكيًا إلى التوقيت المحلي الذي يتم إنتاجه في VSL.
إنها تشكل أساسًا ساعة راديو دقيقة للغاية تصل إلى جزء من المليار من الثانية “.
علاوة على ذلك، يستخدم النظام إشارات راديو ذات عرض نطاق أكبر بكثير من الاستخدام الشائع. تعكس المباني إشارات الراديو، مما قد يؤدي إلى إرباك أجهزة الملاحة.
يوضح جيرارد يانسن من جامعة دلفت للتكنولوجيا أن النطاق الترددي الكبير لنظامنا يساعد على فرز انعكاسات الإشارات المربكة هذه، ويتيح دقة تحديد أعلى للمواضع.
“في الوقت نفسه، يعد عرض النطاق الترددي داخل الطيف الراديوي نادرًا وبالتالي مكلفًا.
نحن نتحايل على هذا باستخدام عدد من إشارات الراديو ذات النطاق الترددي الصغير ذات الصلة المنتشرة عبر عرض نطاق افتراضي كبير.
هذا له ميزة أنه يتم استخدام جزء صغير فقط من النطاق الترددي الافتراضي ويمكن أن تكون الإشارات مشابهة جدًا لإشارات الهواتف المحمولة “.
المصدر: scitechdaily
شاهد ايضا:
