Ключови изводи
- Изследователите са измислили алтернативна навигационна система, която използва квантова механика вместо GPS.
- GPS системите могат да бъдат блокирани или недостъпни.
- Някои автономни автомобили могат да навигират с помощта на визуални сигнали от камери, радари и лидари, свързани с информацията на картата.
Скоро може да нямате нужда от GPS, за да се ориентирате.
Системите за глобално позициониране (GPS) станаха повсеместни във всичко - от телефони до автомобили. Но изследователите излязоха с нов метод, който използва квантовата механика, за да следи посоките вместо сателитната мрежа.
"Винаги има шанс GPS да не е наличен", каза ученият от Sandia National Laboratories Peter Schwindt пред Lifewire в имейл интервю. „Може би се намирате в район, където не можете да получите GPS, като например в градски каньон или тунел. Освен това GPS лесно се блокира. Следователно, ако приложенията не могат да понесат риска от липса на GPS, е необходима алтернатива.“
Работа с несигурност
Schwindt и неговите колеги наскоро описаха квантовото устройство в статия, публикувана в AVS Quantum Science. Това е приспособление с форма на авокадо със стени от титан и сапфирени прозорци, което съдържа облак от атоми при правилните условия за прецизни навигационни измервания.
Вакуумната опаковка ще влезе в атомен интерферометър, акселерометър или жироскоп. Три високопрецизни акселерометъра и три жироскопа образуват инерционна измервателна единица, която измерва малки промени в посоката.
„Технологията на атомния интерферометър има потенциала да бъде инерционен сензор с много висока точност, който може да позволи навигация с часове без външни актуализации, ако прецизността в лабораторията може да се превърне в практично устройство,“каза Швинд.
Има два основни начина за навигация без GPS, каза Швинд. Най-често срещаният метод е да се използват други външни сигнали за получаване на информация за местоположението, като например сигнали от клетъчни телефони. Другият е да се използват инерционни сензори, които измерват ускорението и въртенето (напр. кола или самолет) без нужда от външни сигнали. Инерционните измервания се обработват непрекъснато, за да предоставят непрекъсната актуализация на позицията, ориентацията и скоростта на платформата.
Робоколите се нуждаят от по-добри карти
Компаниите за автономни автомобили правят крачки в намирането на начини техните превозни средства да навигират без GPS. Тези автономни автомобили използват визуални знаци от камери, радари и лидари, свързани с информацията на картата, каза Джон Фишер, вицепрезидент по напреднали изследвания и разработки в навигационната компания Orolia, в интервю за Lifewire по имейл.
„Точно както не се нуждаете от GPS, за да шофирате в квартала си – имате картите и визуалните знаци, съхранени във вашия мозък – автономните навигационни системи вече имат огромни бази данни с карти и изгледи на улици, за да се справят“, добави той. „Добавете към това инерционна навигационна система – използваща жироскопи и акселерометри за измерване на относителното движение – и ще имате добра навигация.“
Национални лаборатории Sandia
За тези, които няма да се качат на Tesla, самият GPS трябва да бъде надстроен. Ново поколение сателити в ниска околоземна орбита (LEO), които вече са в космоса, имат сигнали до 1000 пъти по-силни на повърхността на Земята и могат да се използват като алтернатива на GPS.
Също така сравнително новата 5G клетъчна мрежа ще предлага услуги, базирани на местоположение (LBS), които ще се доближават до GPS точността, каза Фишер.
Един от начините, по които потребителите могат да се възползват от алтернативите на GPS, е подобрената сигурност, каза експертът по киберсигурност Магда Чели пред Lifewire.
"Чувствам се притеснена за приложението GPS и потенциала за промяна на целостта на данните или за промяна на реалните GPS координати на автомобил или друго устройство", добави тя. „Виждаме хиляди мобилни приложения, предоставящи услуги въз основа на GPS координати. Обаче това, което ни притеснява е, че GPS координатите могат да бъдат подправени, ако приложението не използва правилната защита.“
Дори ако използвате GPS, има начини да подобрите изживяването. Самоуправляващите се автомобили могат да бъдат допълнени с технологии за намиране на път, като HD карта, която съчетава лидарни и оптични сензори, каза Татяна Вюнова, мениджър в картографската компания HERE Technologies, пред Lifewire.
Технологията на атомния интерферометър има потенциала да бъде много прецизен инерционен сензор, който може да позволи навигация с часове без външни актуализации…
Mercedes-Benz, например, използва Here's HD Live Maps на някои от своите автомобили, позволявайки на потребителите да „видят отвъд“GPS и обхвата на бордовите сензори.
"Допълнителните източници на локализация и позициониране предоставят на системите допълнителни слоеве на сигурност, безопасност и излишък", каза Вюнова. „Често срещаните причини включват заглушаване на GPS, подправяне или грешки в сигнала в градски каньони.“
