Klíčové poznatky
- Výzkumníci přišli s alternativním navigačním systémem, který místo GPS využívá kvantovou mechaniku.
- Systémy GPS mohou být zaseknuté nebo nedostupné.
- Některá autonomní auta mohou navigovat pomocí vizuálních podnětů z kamer, radarů a lidarů v korelaci s mapovými informacemi.
Brzy možná nebudete k nalezení cesty potřebovat GPS.
Globální polohovací systémy (GPS) se staly všudypřítomnými ve všem, od telefonů po auta. Vědci však přišli s novou metodou, která využívá kvantovou mechaniku ke sledování směrů namísto satelitní sítě.
"Vždy existuje možnost, že GPS není k dispozici," řekl vědec Peter Schwindt ze Sandia National Laboratories Lifewire v e-mailovém rozhovoru. "Možná se nacházíte v oblasti, kde nemůžete přijímat GPS, například v městském kaňonu nebo tunelu. GPS se také snadno zasekává. Pokud tedy aplikace netolerují riziko nedostupnosti GPS, je nutná alternativa."
Práce s nejistotou
Schwindt a jeho kolegové nedávno popsali kvantové zařízení v článku publikovaném v AVS Quantum Science. Je to gadget ve tvaru avokáda s titanovými kovovými stěnami a safírovými okny, který obsahuje oblak atomů ve správných podmínkách pro přesná navigační měření.
Vakuové balení by šlo do atomového interferometru, akcelerometru nebo gyroskopu. Tři vysoce přesné akcelerometry a tři gyroskopy tvoří inerciální měřicí jednotku, která měří drobné změny směru.
"Technologie atomového interferometru má potenciál stát se velmi přesným inerciálním senzorem, který by mohl umožnit navigaci celé hodiny bez externích aktualizací, pokud lze přesnost v laboratoři převést do praktického zařízení," řekl Schwindt.
Existují dva hlavní způsoby navigace bez GPS, řekl Schwindt. Nejběžnější metodou je použití jiných externích signálů k získání informací o poloze, jako jsou signály mobilních telefonů. Druhým je použití inerciálních senzorů, které měří zrychlení a rotaci (např. auta nebo letadla) bez potřeby externích signálů. Inerciální měření jsou nepřetržitě zpracovávána, aby poskytovala nepřetržitou aktualizaci polohy, orientace a rychlosti platformy.
Robocars potřebují lepší mapy
Autonomní automobilky dělají pokroky při hledání způsobů, jak by jejich vozidla mohla navigovat bez GPS. Tato autonomní auta využívají vizuální podněty z kamer, radarů a lidarů v korelaci s mapovými informacemi, řekl John Fischer, viceprezident pokročilého výzkumu a vývoje navigační společnosti Orolia, Lifewire v e-mailovém rozhovoru.
„Stejně jako nepotřebujete GPS k jízdě ve svém okolí – máte mapy a vizuální podněty uložené ve vašich mozkově autonomních navigačních systémech, nyní máte k dispozici obrovské databáze map a zobrazení ulic,“dodal. „Přidejte k tomu inerciální navigační systém – využívající gyroskopy a akcelerometry k měření relativního pohybu – a máte dobrou navigaci.“
Sandia National Laboratories
Pro ty, kteří nebudou skákat do Tesly, je třeba upgradovat samotnou GPS. Nová generace satelitů na nízké oběžné dráze Země (LEO), které jsou již ve vesmíru, má na zemském povrchu signály až 1000krát silnější a lze je použít jako alternativu k GPS.
Relativně nová mobilní síť 5G bude také nabízet služby založené na poloze (LBS), které se budou blížit přesnosti GPS, řekl Fischer.
Jedním ze způsobů, jak mohou uživatelé těžit z alternativ k GPS, je lepší zabezpečení, řekla Lifewire expertka na kybernetickou bezpečnost Magda Chelly.
"Mám obavy z aplikace GPS a možnosti změnit integritu dat nebo změnit skutečné GPS souřadnice auta nebo jakéhokoli jiného zařízení," dodala. "Vidíme tisíce mobilních aplikací poskytujících služby založené na GPS souřadnicích. Co je však znepokojivé, je, že GPS souřadnice mohou být podvrženy, pokud aplikace nepoužívá správné zabezpečení."
I když používáte GPS, existují způsoby, jak zlepšit zážitek. Samořídící auta mohou být rozšířena o technologii vyhledávání cesty, jako je HD mapa, která kombinuje lidar a optické senzory, řekla Lifewire Tatiana Vyunova, manažerka mapovací společnosti HERE Technologies.
Technologie Atomového interferometru má potenciál být velmi přesným inerciálním senzorem, který by mohl umožnit navigaci celé hodiny bez externích aktualizací…
Mercedes-Benz například používá na některých svých autech živé mapy Here's HD, které uživatelům umožňují „vidět dál“GPS a rozsah palubních senzorů.
"Další zdroje lokalizace a určování polohy poskytují systémům další vrstvy zabezpečení, bezpečnosti a redundance," řekla Vyunova. "Mezi běžné příčiny patří rušení GPS, spoofing nebo chyby signálu v městských kaňonech."
