gps|“超级GPS”技术可以更精确定位您的位置,误差不超过10厘米

gps|“超级GPS”技术可以更精确定位您的位置,误差不超过10厘米

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现在 , 人们已经习惯依靠GPS(全球定位系统)来找到去新地方的路 , 估计出行时间 , 避免交通堵塞 , 防止迷路 , 甚至用来追踪孩子 。 但GPS并不总是最可靠的系统 , 特别是在建筑密集的地区 , 很难获得卫星的直线视线 。

现在 , 研究人员提出了一种新的、经过改进的技术 , 最终可能在某些情况下取代GPS 。 它被称为“SuperGPS” , 精度在10厘米(或3.9英寸)以内 , 而且不依赖导航卫星系统 。
新的方法利用了类似于蜂窝网络的网络 , 但网络不是向我们的手机传输数据 , 而是对设备进行精确定位 。 无线电发射机和光纤网络的组合构成了该系统的基础 , 并进行了一些巧妙的调整 。
荷兰阿姆斯特丹自由大学的物理学家杰伦·科勒梅(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 。 我们已经成功地开发了一个系统 , 它可以像现有的移动和Wi-Fi网络一样提供连接 , 以及像GPS那样的精确定位和时间分配 。 ”
在一个装有6台无线电发射机的试验场 , 研究人员能够在660平方米(7104平方英尺)的面积上演示他们的系统的工作情况 。 传输的无线电信号的时间可以被测量和解释 , 以测量距离 , 然后显示出单个设备的位置 。
这种新型网络定位系统的关键部件之一是同步原子钟:完美的计时意味着更精确的定位 。 从本质上说 , 光纤电缆起到了连接的作用 , 使一切都保持同步 , 并且精确到十亿分之一秒 。
【gps|“超级GPS”技术可以更精确定位您的位置,误差不超过10厘米】
上图:SuperGPS系统结合了发射机、接收机、数据中心和同步原子钟 。
该系统还部署了一个比正常情况下大得多的无线电信号带宽 ——尽管由于无线频谱带宽因其稀缺性而昂贵 , 该团队使用几个小带宽的无线电信号组合在一起 , 形成一个更大的虚拟带宽用于网络通信 。
这种额外的带宽克服了标准GPS的一个最大问题 , 即无线电信号会被建筑物反射 , 很快就会变得混乱 。
荷兰代尔夫特理工大学的电气工程师克里斯蒂安·提比留斯(Christiaan Tiberius)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 , 这就是一个重要的问题 。 ”
据开发该系统的研究人员称 , 除了自动驾驶车辆 , 该新系统还可以用于规划量子通信网络和下一代移动设备网络 。
虽然 , 包括GPS在内的全球卫星导航系统(GNSS)肯定有它们的用途 , 并将在未来很长一段时间内继续发挥作用 , 但专家们正在不断地寻找改进和完善它的方法 。
这个新的系统要想成为GPS的真正替代品 , 还需要进行更多的测试才能确定 。 拟议中的基于网络的系统也需要时间来建立 , 尽管其传输协议和硬件已经在使用中 。 根据研究人员的说法 , 目前的手机和Wi-Fi天线塔至少可以适应这项工作 。
研究人员在他们发表的论文中说:“这项工作让我们得以一窥未来 , 电信网络不仅能提供连通性 , 还能以前所未有的准确性和可靠性提供独立于GNSS的定时和定位服务 。 ”
这项研究发表在《自然》杂志上 。
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