超级GPS

超精确导航使用移动发射塔而不是卫星

图片来源:代尔夫特理工大学/Stephan Timmers

一种定位系统已经开发出来,据称比GPS更可靠、更准确,特别是在城市环境中。

代尔夫特理工大学、阿姆斯特丹自由大学和VSL的研究人员共同开发了这款原型机,其定位精度达到了10厘米。

这项新技术可能对一系列基于位置的应用的实施非常重要,包括自动驾驶汽车、量子通信和下一代移动通信系统。

许多重要基础设施依赖全球卫星导航系统,如美国的GPS和欧盟的伽利略(Galileo)。对卫星的依赖意味着两者都有其局限性和脆弱性。它们的无线电信号在地球上接收时很微弱,如果无线电信号被建筑物反射或阻挡,就无法进行准确定位。

代尔夫特理工大学的项目协调员克里斯蒂安·提比略说:“例如,这可能会使GPS在城市环境中不可靠,如果我们想使用自动驾驶汽车,这将是一个问题。”此外,许多基于位置的应用程序和导航设备实际上都依赖GPS。此外,到目前为止,我们还没有备用系统。”

超级GPS

图片来源:代尔夫特理工大学/Stephan Timmers

新的“超级GPS”项目的目的是开发一种替代定位系统,利用移动电信网络代替卫星,比GPS更强大和准确。

阿姆斯特丹自由大学的Jeroen Koelemeij说:“我们意识到,通过一些前沿创新,电信网络可以转变为一个非常精确的替代定位系统,而不依赖于GPS。”

“我们已经成功开发了一个系统,它可以提供像现有的移动和Wi-Fi网络一样的连接,以及像GPS那样的精确定位和时间分配。”

其中一项创新是将移动网络与一个非常精确的原子钟连接起来,这样它就可以广播精确计时的信息进行定位,就像GPS卫星借助其携带的原子钟一样。

这些连接是通过现有的光纤网络进行的。VSL的Erik Dierikx说:“我们已经在研究通过电信网络将我们的原子钟产生的国家时间分配给其他地方用户的技术。”

“有了这些技术,我们可以把网络变成一个全国性的分布式原子钟——有很多新的应用,比如通过移动网络进行非常精确的定位。通过我们现在演示的光学-无线混合系统,原则上任何人都可以无线访问VSL生产的国家时间。它基本上形成了一个非常精确的无线电时钟,精确到十亿分之一秒。”

该系统采用比常用带宽大得多的无线电信号。

“建筑物会反射无线电信号,这可能会混淆导航设备。我们系统的大带宽有助于整理这些令人困惑的信号反射,并实现更高的定位精度,”代尔夫特理工大学的杰拉德·詹森说。

“与此同时,无线电频谱内的带宽是稀缺的,因此很昂贵。我们通过将一些相关的小带宽无线电信号分散在一个大的虚拟带宽上来规避这个问题。这样做的好处是,实际上只使用了一小部分虚拟带宽,信号可以与移动电话的信号非常相似。”

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