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利用移動電信網(wǎng)絡(luò)而非衛(wèi)星 替代定位系統(tǒng)演示十厘米精度導(dǎo)航

發(fā)布時間:2022-11-17 10:49:00來源: 科技日報

  科技日報北京11月16日電 (實習(xí)記者張佳欣)荷蘭代爾夫特理工大學(xué)、阿姆斯特丹自由大學(xué)和荷蘭國家計量所研究人員開發(fā)了一種替代定位系統(tǒng),該系統(tǒng)比GPS更強大、更準確,尤其是將其用于城市環(huán)境中,演示這種新的移動網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的工作原型實現(xiàn)了10厘米的精度。這項新技術(shù)對于實施一系列基于位置的應(yīng)用,如自動化車輛、量子通信和下一代移動通信系統(tǒng)至關(guān)重要。研究結(jié)果發(fā)表在最新一期《自然》雜志上。

  許多重要基礎(chǔ)設(shè)施依賴于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。然而,這些系統(tǒng)有局限性和脆弱性。它們在地球上接收到的無線電信號很弱,如果無線電信號被建筑物反射或阻擋,就無法進行準確定位。這會使GPS導(dǎo)航在城市環(huán)境中變得不可靠。

  新的替代定位系統(tǒng)利用的是移動電信網(wǎng)絡(luò)而非衛(wèi)星,比GPS更穩(wěn)定和準確。

  研究人員表示,通過幾項尖端創(chuàng)新,電信網(wǎng)絡(luò)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€非常精確的、獨立于GPS的替代定位系統(tǒng)。他們已經(jīng)成功開發(fā)了一種系統(tǒng),它可像現(xiàn)有的移動和WiFi網(wǎng)絡(luò)一樣提供連接,并像GPS一樣提供準確的定位和時間分配。

  其中一項創(chuàng)新是將移動網(wǎng)絡(luò)連接到一個非常精確的原子鐘上,可用來廣播帶有精確時間標記的信號,這些連接是通過現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡(luò)進行的。

  研究人員正研究通過電信網(wǎng)絡(luò)將原子鐘產(chǎn)生的國家時間分發(fā)給其他地方用戶的技術(shù)。有了這些技術(shù),就可將網(wǎng)絡(luò)變成一個全國性的分布式原子鐘,并有許多新應(yīng)用,例如通過移動網(wǎng)絡(luò)進行非常精確的定位。

  原則上,通過研究人員演示中的光—無線混合系統(tǒng),任何人都可以無線接入荷蘭國家計量所產(chǎn)生的國家時間。這基本上形成了一個非常精確的無線電時鐘,精度可達到十億分之一秒。

  此外,建筑物會反射無線電信號,這會混淆導(dǎo)航設(shè)備,而新系統(tǒng)使用的無線電信號的帶寬比通常使用的要大得多。大帶寬有助于理清這些不確定的信號反射,并實現(xiàn)更高的定位精度。

  【總編輯圈點】

  隨著定位技術(shù)的接受度和應(yīng)用層越來越廣泛,人們開始意識到GPS的一些固有問題,譬如說穿透能力弱,室內(nèi)定位遠不如室外定位;再譬如說城市使用中精度仍嫌不足,建筑物較多地區(qū)的導(dǎo)航情況尚需提高。鑒于此,一系列新興的定位技術(shù)正在蓬勃發(fā)展,本文中的替代系統(tǒng)正是如此,其依賴的是移動電信網(wǎng)絡(luò)而非傳統(tǒng)衛(wèi)星,可以助力城市、室內(nèi)厘米級精度的定位需求,也將解決衛(wèi)星數(shù)較少、衛(wèi)星分布較差區(qū)域的導(dǎo)航難題。

(責編:陳濛濛)

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