Kľúčové poznatky
- Výskumníci prišli s alternatívnym navigačným systémom, ktorý namiesto GPS využíva kvantovú mechaniku.
- Systémy GPS môžu byť zaseknuté alebo nedostupné.
- Niektoré autonómne autá dokážu navigovať pomocou vizuálnych podnetov z kamier, radarov a lidarov, ktoré korelujú s informáciami na mape.
Čoskoro možno nebudete potrebovať GPS, aby ste našli cestu okolo.
Globálne polohovacie systémy (GPS) sa stali všadeprítomnými vo všetkom, od telefónov po autá. Výskumníci však prišli s novou metódou, ktorá využíva kvantovú mechaniku na sledovanie smerov namiesto satelitnej siete.
"Vždy existuje šanca, že GPS je nedostupné," povedal vedec Sandia National Laboratories Peter Schwindt pre Lifewire v e-mailovom rozhovore. "Možno sa nachádzate v oblasti, kde nemôžete prijímať GPS, napríklad v mestskom kaňone alebo tuneli. GPS sa tiež ľahko zasekne. Ak teda aplikácie nedokážu tolerovať riziko nedostupnosti GPS, je potrebná alternatíva."
Práca s neistotou
Schwindt a jeho kolegovia nedávno opísali kvantové zariadenie v článku publikovanom v AVS Quantum Science. Je to gadget v tvare avokáda s titánovými kovovými stenami a zafírovými oknami, ktorý obsahuje oblak atómov v správnych podmienkach pre presné navigačné merania.
Vákuový balík by mohol ísť do atómového interferometra, akcelerometra alebo gyroskopu. Tri vysoko presné akcelerometre a tri gyroskopy tvoria inerciálnu meraciu jednotku, ktorá meria drobné zmeny smeru.
"Technológia atómového interferometra má potenciál stať sa veľmi presným inerciálnym senzorom, ktorý by umožnil navigáciu celé hodiny bez externých aktualizácií, ak sa presnosť v laboratóriu dá previesť do praktického zariadenia," povedal Schwindt.
Existujú dva hlavné spôsoby navigácie bez GPS, povedal Schwindt. Najbežnejšou metódou je použitie iných externých signálov na získanie informácií o polohe, ako sú signály mobilného telefónu. Druhým je použitie inerciálnych senzorov, ktoré merajú zrýchlenie a rotáciu (napr. auta alebo lietadla) bez potreby externých signálov. Inerciálne merania sa nepretržite spracovávajú, aby poskytovali nepretržitú aktualizáciu polohy, orientácie a rýchlosti platformy.
Robocars potrebujú lepšie mapy
Spoločnosti autonómnych automobilov robia pokroky v hľadaní spôsobov, ako ich vozidlá navigovať bez GPS. Tieto autonómne autá využívajú vizuálne podnety z kamier, radarov a lidarov korelujúcich s mapovými informáciami, povedal John Fischer, viceprezident pre pokročilý výskum a vývoj v navigačnej spoločnosti Orolia, Lifewire v e-mailovom rozhovore.
„Rovnako ako nepotrebujete GPS na to, aby ste mohli jazdiť vo svojom okolí, máte mapy a vizuálne podnety uložené vo vašich mozgovo-autonómnych navigačných systémoch, teraz máte k dispozícii obrovské databázy máp a pohľady na ulice,“dodal. "Pridajte k tomu inerciálny navigačný systém, ktorý na meranie relatívneho pohybu používa gyroskopy a akcelerometre, a máte dobrú navigáciu."
Sandia National Laboratories
Pre tých, ktorí nebudú skákať do Tesly, je potrebné upgradovať samotné GPS. Nová generácia satelitov na nízkej obežnej dráhe Zeme (LEO), ktoré sú už vo vesmíre, má na zemskom povrchu signály až 1 000-krát silnejšie a možno ich použiť ako alternatívu k GPS.
Relatívne nová mobilná sieť 5G bude ponúkať lokalizačné služby (LBS), ktoré sa budú blížiť presnosti GPS, povedal Fischer.
Jedným zo spôsobov, ako môžu používatelia využiť alternatívy k GPS, je vylepšená bezpečnosť, povedala pre Lifewire expertka na kybernetickú bezpečnosť Magda Chelly.
„Mám obavy z aplikácie GPS a potenciálu zmeniť integritu údajov alebo zmeniť skutočné súradnice GPS auta alebo akéhokoľvek iného zariadenia,“dodala. "Vidíme tisíce mobilných aplikácií, ktoré poskytujú služby na základe súradníc GPS. Znepokojujúce je však to, že súradnice GPS môžu byť sfalšované, ak aplikácia nepoužíva správne zabezpečenie."
Aj keď používate GPS, existujú spôsoby, ako zlepšiť zážitok. Autá s vlastným pohonom môžu byť rozšírené o technológiu na vyhľadávanie ciest, ako je HD mapa, ktorá kombinuje lidarové a optické senzory, povedala pre Lifewire Tatiana Vyunova, manažérka mapovacej spoločnosti HERE Technologies.
Technológia Atómového interferometra má potenciál stať sa veľmi presným inerciálnym senzorom, ktorý by umožnil navigáciu celé hodiny bez externých aktualizácií…
Mercedes-Benz napríklad používa na niektorých svojich autách živé mapy Here's HD, ktoré používateľom umožňujú „vidieť ďalej“GPS a rozsah palubných senzorov.
„Dodatočné zdroje lokalizácie a určovania polohy poskytujú systémom ďalšie vrstvy zabezpečenia, bezpečnosti a redundancie,“povedala Vyunova. "Bežné príčiny zahŕňajú rušenie GPS, spoofing alebo chyby signálu v mestských kaňonoch."
