ابتكر باحثون في هولندا بديلاً أرضيًا لأنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية العالمية (GNSSs) - زاعمين أنه يمكن أن يوفر دقة أكبر في تحديد المواقع وضبط الوقت في البيئات الحضرية المزدحمة. يستخدم نظام SuperGPS للفريق إشارة زمنية على مدار الساعة يتم توزيعها باستخدام تقنيات الاتصالات السلكية واللاسلكية الموجودة بالموجات الدقيقة والبصرية. يضم الفريق باحثين من جامعة أمستردام الحرة ، وجامعة دلفت للتكنولوجيا ، وشركة VSL.
يتألف نظام GNSS مثل GPS من "كوكبة" من الأقمار الصناعية التي تبث إشارات إلى أجهزة على الأرض مثل الهواتف المحمولة. تخبر الإشارات الجهاز بمكان وجود الأقمار الصناعية والوقت الذي استغرقته الإشارات للوصول إلى الجهاز. يستخدم الجهاز هذه المعلومات لحساب موقعه. يتم تحقيق الدقة العالية من خلال وجود ساعة ذرية على متن كل قمر صناعي.
ومع ذلك ، لكي يعمل نظام GNSS ، يجب أن يكون الجهاز على الأرض قادرًا على استقبال إشارات من أربعة أقمار صناعية على الأقل ، الأمر الذي قد يكون صعبًا عندما يكون المستخدم في الداخل أو محاطًا بمباني شاهقة. علاوة على ذلك ، يمكن أن تؤدي انعكاسات الإشارة من المباني إلى التقليل من دقة نظام GNSS. هذا ليس مصدر قلق لأنظمة الملاحة فقط ؛ تُستخدم إشارات توقيت GNSS لمزامنة شبكات الاتصالات والأنظمة الأخرى.
إشارة موزعة
مع وضع هذه المشاكل في الاعتبار ، كريستيان تيبيريوس قام وزملاؤه بإنشاء SuperGPS كبديل أرضي لنظام GNSS. مثل القمر الصناعي GNSS ، يستخدم SuperGPS إشارة زمنية من ساعة ذرية. يتم توزيع هذه الإشارة على المحطات القاعدية باستخدام الألياف الضوئية. تقوم المحطات الأساسية بعد ذلك ببث إشارات الوقت إلى أجهزة المستخدم باستخدام إشارة الموجات الصغرية ذات النطاق الترددي العالي. يتيح النطاق الترددي العالي للنظام التخلص من الإشارات التي تنعكس من المباني. نظرًا لنقص عرض النطاق الترددي للميكروويف ، يتم ذلك باستخدام العديد من إشارات النطاق الترددي المنخفض الفردية لإنشاء نطاق ترددي افتراضي مرتفع يبلغ حوالي ثمانية أضعاف عرض إشارة GNSS. علاوة على ذلك ، تتوافق الإشارات المستخدمة بواسطة SuperGPS مع تقنية الهاتف المحمول الحالية.
لاختبار تصميمهم ، قام الفريق بتركيب ست محطات قاعدية على مساحة 660 مترًا مربعًا2 في حرم دلفت. ووجدوا أن نظامهم يمكن أن يحقق دقة في حدود 10 سم ، وهو أفضل من ذلك الذي حققته النظم العالمية لسواتل الملاحة في العديد من البيئات الحضرية.
يقول الفريق إن SuperGPS يمكن أن تستفيد من مجموعة من التطبيقات بما في ذلك المركبات الآلية والاتصالات الكمومية وأنظمة الاتصالات المتنقلة من الجيل التالي. كما يمكن استخدام النظام كدعم حيوي للنظم العالمية لسواتل الملاحة الحالية ويمكن أن يشكل الأساس لشبكات التوقيت الوطنية.
تم وصف البحث في الطبيعة.
وظيفة يحقق البديل الأرضي لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) دقة تصل إلى 10 سم ظهرت للمرة الأولى على عالم الفيزياء.
