Εναλλακτική στο GPS: Σύστημα πλοήγησης που δεν χρειάζεται δορυφόρους

Τρίτη, 18 Οκτωβρίου 2016 13:39
UPD:13:42
UCR

Ομάδα ερευνητών του University of California, Riverside, ανέπτυξε ένα σύστημα πλοήγησης που εκμεταλλεύεται υπάρχοντα σήματα στο περιβάλλον, όπως κινητής τηλεφωνίας και Wi-Fi, αντί για το GPS. Η τεχνολογία αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε ως εναλλακτική στο GPS, είτε συμπληρωματικά σε συστήματα GPS, προκειμένου να παρέχεται όσο πιο αξιόπιστη και ακριβής πλοήγηση είναι δυνατόν. Ακόμη, ενδείκνυται για χρήση από πλήρως αυτόνομα οχήματα, όπως αυτοκίνητα και αεροσκάφη (drones).

Επικεφαλής ερευνητής είναι ο Ζακ Κάσας, βοηθός καθηγητής ηλεκτρολογίας/ μηχανικής υπολογιστών στο Bourns College of Engineering του UCR. Η ομάδα του παρουσίασε την έρευνά της στην Institute of Navigation Global Navigation Satellite System Conference (ION GNSS+) στο Πόρτλαντ τον Σεπτέμβριο.

Τα περισσότερα συστήματα πλοήγησης σε αυτοκίνητα και φορητές ηλεκτρονικές συσκευές χρησιμοποιούν το, βασιζόμενο στο διάστημα, σύστημα GNSS (Global Navigation Satellite System), που περιλαμβάνει το αμερικανικό GPS, το ρωσικό GLONASS, το ευρωπαϊκό Galileo και το κινεζικό Beidou. Για τεχνολογίες που απαιτούν υψηλή ακρίβεια, όπως για παράδειγμα τον χώρο της αεροδιαστημικής και τα οπλικά συστήματα (πχ πυραύλους), τα συστήματα πλοήγησης συνδυάζουν το GPS με σύστημα INS (Inertial Navigation System), το οπoίο παρέχει υψηλή ακρίβεια βραχυπρόθεσμα, αλλά τη χάνει σε βάθος χρόνου.

Παρά την πρόοδο στον χώρο, τα σημερινά συστήματα GPS/ INS δεν θα μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες των μελλοντικών αυτόνομων οχημάτων για διάφορους λόγους: Πρώτον, από μόνο του το GPS είναι αδύναμο και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κάποια περιβάλλοντα, όπως πχ βαθιά φαράγγια, ενώ, δεύτερον, τα σήματα GPS είναι επιρρεπή σε παρεμβολές. Τρίτον, τα πολιτικά GPS δεν κρυπτογραφημένα ούτε επαληθεύονται, κάτι που τα καθιστά τρωτά σε χάκερ. Σήμερα, στον χώρο των αυτόνομων οχημάτων, έμφαση δίνεται και σε αισθητήρες όπως κάμερες, λέιζερ, σόναρ κ.α. Ωστόσο, αυτό περιορίζει σημαντικά τον διαθέσιμο χώρο.

UCR
Αυτό που έκανε η ομάδα του Κάσας ήταν να εκμεταλλευτεί τα σήματα που είναι ήδη έξω στο περιβάλλον: Αντί να προσθέσουν περισσότερους εσωτερικούς αισθητήρες, ο Κάσας και οι ερευνητές του αναπτύσσουν οχήματα τα οποία θα μπορούν να καθοδηγούνται μέσω των εκατοντάδων σημάτων που βρίσκονται γύρω μας ανά πάσα στιγμή, όπως των δικτύων κινητής τηλεφωνίας, του ραδιοφώνου, της τηλεόρασης, του Wi-Fi και άλλων δορυφορικών σημάτων. Τα σήματα αυτά χαρακτηρίζονται SOP (Signals of Oppotunity) και μπορούν να χρησιμοποιούνται για πλοήγηση. Το σύστημα αυτό μπορεί να χρησιμοποιείται μόνο του, ή, ακόμα καλύτερα, να συνδυάζεται με δεδομένα INS εάν το GPS δεν λειτουργεί.

«Τα αυτόνομα οχήματα αναπόφευκτα θα φέρουν κοινωνικο-πολιτική επανάσταση. Η ομάδα μου ασχολείται με τις προκλήσεις που έχουν να κάνουν με τη υλοποίηση πρακτικών, οικονομικών και αξιόπιστων αυτόνομων οχημάτων. Στόχος μας είναι να κάνουμε αυτά τα οχήματα να λειτουργούν χωρίς άνθρωπο στο “κύκλωμα” για παρατεταμένες περιόδους χρόνου, για αποστολές όπως η έρευνα, η διάσωση, η παρακολούθηση, η χαρτογράφηση, η αγροτική χρήση, η πυρόσβεση, η παράδοση δεμάτων και η μεταφορά» αναφέρει ο Κάσας.