Các nhà nghiên cứu của Đại học Công nghệ Delft, Đại học Vrije Amsterdam và VSL đã phát triển một hệ thống định vị thay thế mạnh mẽ và chính xác hơn GPS, đặc biệt là trong môi trường đô thị. Nguyên mẫu hoạt động thể hiện cơ sở hạ tầng mạng di động mới này đạt độ chính xác 10 cm.
Công nghệ mới này rất quan trọng để triển khai một loạt các ứng dụng dựa trên vị trí, bao gồm các phương tiện tự động, truyền thông lượng tử và hệ thống truyền thông di động thế hệ tiếp theo. Các kết quả đã được công bố trên tạp chí Nature ngày hôm nay.
>> Tham khảo: Hình ảnh X-quang do AI tạo ra đã đánh lừa các chuyên gia y tế và cải thiện phân loại viêm xương khớp.
Rất nhiều cơ sở hạ tầng quan trọng của chúng tôi phụ thuộc vào các hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu như GPS của Hoa Kỳ và Galileo của EU. Tuy nhiên, những hệ thống dựa vào vệ tinh này có những hạn chế và lỗ hổng. Tín hiệu vô tuyến của chúng yếu khi nhận được trên Trái đất và không thể định vị chính xác nếu tín hiệu vô tuyến bị phản xạ hoặc bị chặn bởi các tòa nhà.
Christiaan Tiberius của Đại học Công nghệ Delft và điều phối viên của dự án cho biết: “Điều này có thể làm cho GPS không đáng tin cậy trong môi trường đô thị,” đó là một vấn đề nếu chúng ta muốn sử dụng các phương tiện tự động. Ngoài ra, người dân và chính quyền của chúng ta thực sự phụ thuộc vào GPS cho nhiều ứng dụng dựa trên vị trí và thiết bị điều hướng. Hơn nữa, cho đến nay chúng tôi không có hệ thống dự phòng.”
Mục đích của dự án mang tên SuperGPS là phát triển một hệ thống định vị thay thế sử dụng mạng viễn thông di động thay vì vệ tinh và có thể mạnh mẽ và chính xác hơn GPS. Jeroen Koelemeij của Vrije Universiteit Amsterdam cho biết: “Chúng tôi nhận ra rằng với một vài đổi mới tiên tiến, mạng viễn thông có thể được chuyển đổi thành một hệ thống định vị thay thế rất chính xác, độc lập với GPS.
>> Tham khảo: Các phân tử thay đổi phản ứng dưới ánh sáng phân cực.
“Chúng tôi đã thành công và đã phát triển thành công một hệ thống có thể cung cấp kết nối giống như mạng di động và Wi-Fi hiện có, cũng như định vị và phân phối thời gian chính xác như GPS.”
Một trong những đổi mới này là kết nối mạng di động với đồng hồ nguyên tử rất chính xác, để nó có thể phát các thông báo được định thời gian hoàn hảo để định vị, giống như các vệ tinh GPS thực hiện với sự trợ giúp của đồng hồ nguyên tử mà chúng mang trên máy bay.
Các kết nối này được thực hiện thông qua mạng cáp quang hiện có. Erik Dierikx của VSL cho biết: “Chúng tôi đã nghiên cứu các kỹ thuật để phân phối giờ quốc gia do đồng hồ nguyên tử của chúng tôi tạo ra cho người dùng ở những nơi khác thông qua mạng viễn thông. “Với những kỹ thuật này, chúng tôi có thể biến mạng thành một chiếc đồng hồ nguyên tử được phân phối trên toàn quốc — với nhiều ứng dụng mới như định vị rất chính xác thông qua mạng di động.
Với hệ thống quang-không dây lai mà chúng tôi đã trình diễn hiện nay, về nguyên tắc, bất kỳ ai cũng có thể truy cập không dây đến giờ quốc gia được sản xuất tại VSL. Về cơ bản, nó tạo thành một chiếc đồng hồ vô tuyến cực kỳ chính xác, chính xác đến một phần tỷ giây.”
>> Tham khảo: Các nhà khoa học phát triển phương pháp xanh hơn, hiệu quả hơn để sản xuất kháng sinh thế hệ tiếp theo.
Hơn nữa, hệ thống sử dụng tín hiệu vô tuyến với băng thông lớn hơn nhiều so với băng thông thường được sử dụng. “Các tòa nhà phản ánh tín hiệu vô tuyến, có thể gây nhầm lẫn cho các thiết bị định vị. Băng thông lớn của hệ thống của chúng tôi giúp phân loại các phản xạ tín hiệu gây nhầm lẫn này và cho phép định vị chính xác hơn”, Gerard Janssen của Đại học Công nghệ Delft giải thích.
“Đồng thời, băng thông trong phổ vô tuyến khan hiếm và do đó đắt tiền. Chúng tôi khắc phục điều này bằng cách sử dụng một số tín hiệu vô tuyến băng thông nhỏ có liên quan trải rộng trên một băng thông ảo lớn. Điều này có lợi thế là chỉ một phần nhỏ của băng thông ảo thực sự được sử dụng và tín hiệu có thể rất giống với tín hiệu của điện thoại di động.”
