Lokalizacja bez GPS-a coraz bardziej potrzebna

Przez wiele lat ustalanie współrzędnych położenia geograficznego było łatwe i dokładne. Pełna, niezakłócona dokładność systemu GPS dla rynku cywilnego stała się dostępna od 1 maja 2000 roku, kiedy to na mocy decyzji prezydenta USA Billa Clintona, wyłączono mechanizm Selective Availability. Była to celowa funkcja degradacji sygnału wprowadzona pierwotnie przez Departament Obrony USA, która ograniczała dokładność cywilnych odbiorników do około 100 metrów ze względów bezpieczeństwa wojskowego.

Dodaj do ulubionych źródeł w Google
Posłuchaj
00:00

Ten krok zapoczątkował rozwój odbiorników i aplikacji na nich bazujących i jednocześnie stał się przyczyną dla którego starsze rozwiązania, nawigacyjne, takie jak na przykład Loran, powoli zaczęły tracić na znaczeniu. Po uruchomieniu kolejnych konstelacji, takich jak Galileo, Beidu, czy Glonass, aplikacje lokalizacyjne praktycznie w stu procentach zaczęły opierać się na GNSS, a tanie miniaturowe odbiorniki GNSS sprawiły, że ustalenie pozycji z precyzją wynoszącą maksymalnie kilka metrów stały się czymś naturalnym.

Wojna na Ukrainie pokazała, że złote czasy systemu GNSS odchodzą powoli w niepamięć. Sygnał radiowy docierający z kosmosu na ziemię jest bardzo słaby, stąd prosty nadajnik małej mocy „stawiający nośną” jest w stanie znacząco pogorszyć lub uniemożliwić odbiór. Do tego dochodzą celowe działania zakłócające, których celem jest doprowadzenie do złych odczytów pozycji, przekłamań i w efekcie złego wyznaczenia pozycji. W efekcie lokalizacja oparta tylko na danych z kosmosu nie jest już tak skuteczna, jak kiedyś i zaczyna brakować pewności, że to, co wskazuje odbiornik, jest prawdą.

Dla wojska to zapewne nic nowego, to raczej jeden z elementów walki elektronicznej, ale niestety problem przekłamań i zagłuszania dotyka również samolotów, okrętów, pojazdów lądowych i każdego innego urządzenia, także smartfona. Nie ma prostej metody eliminacji takich problemów, nie da się też szybko wypracować i uruchomić alternatywy, stąd aktualnie wiele prac po stronie techniki i nauki koncentruje się nad zapewnieniem równoległej do GPS metody lokalizacji dla ograniczenia ryzyka. Takich inicjatyw jest wiele i trudno przekonująco stwierdzić, jaki jest ich potencjał.

Na szczeblach państwowych wraca się do zawieszonych projektów lokalizacji z użyciem radiolatarni na falach długich, takich jak e-Loran, niemniej to rozwiązanie najbardziej przyda się w nawigacji morskiej. Odbiorniki GNSS są modernizowane tak, aby jednocześnie śledziły kilka konstelacji jednocześnie i korzystały z kilku niezależnych anten zamiast jednej dla ograniczenia możliwości zablokowania częstotliwości roboczej postawioną nośną. Do tego dochodzi oprogramowanie, które wykrywa potencjalne przekłamania i sygnalizuje utratę integralności danych.

Zapewne w perspektywie kilku lat pojawią się rozwiązania nawigacji satelitarnej z wieloma nośnymi po to, aby za pomocą technik skakania po częstotliwościach ograniczyć możliwość blokowania częstotliwości. Równolegle dla pojazdów latających rozwijane są systemy nawigacji obrazowej i astronawigacji, a najnowszym pomysłem są czujniki kwantowe pola magnetycznego ziemi. Te ostatnie wykorzystują do lokalizacji mapy rozkładu pola magnetycznego i anomalii, tj. magnetyczną mapę Ziemi.

Ogromna czułość technik kwantowych zapewnia, że takie czujniki zapewnią też lokalizację w budynkach, podziemiach i głębinach morskich, a więc zlikwidują największe ograniczenie rozwiązań satelitarnych – konieczność zapewnienia widoczności nieba. Takie sensory rozwija kilka firm - od startupów, po spółki powołane przez gigantów, takich jak Google (SandboxAQ). Mają one się pojawić na rynku w perspektywie kilku lat, a w międzyczasie planowane jest wykonanie mapy magnetycznej kuli ziemskiej, która jest niezbędna do wyznaczania pozycji. Do tego celu mają być użyte rejsowe samoloty, które po wyposażeniu w rejestratory staną się źródłem informacji do fuzji danych. Kiedyś może takie karkołomne zadanie byłoby projektem obliczonym na dekadę, dzisiaj w czasach superkomputerów i AI, mówi się o jednym roku.

Robert Magdziak

Chcesz częściej widzieć nasze artykuły w Google? Dodaj ElektronikaB2B do ulubionych źródeł
Powiązane treści
Satelitarna nawigacja i pozycjonowanie - pierwsza polska edycja konferencji ESA
Czy nawigacje samochodowe popsują systemy smart city?
GPS III jest już prawie gotowy - jakie zmiany lecą na orbitę?
Zobacz więcej w kategorii: Opinie
Pomiary
Instrument-as-a-Software - instrumenty pomiarowe definiowane programowo
Pomiary
Czujniki kwantowe – przyszłość metrologii
Produkcja elektroniki
Certyfikacja: ufność czy ograniczone zaufanie?
Zasilanie
Zasilanie pionowe lekarstwem na problemy z integralnością
Zasilanie
Zasilanie 0,3 V w układach cyfrowych
Produkcja elektroniki
Analizy procesów i dokumentacja techniczna - tworzyć, czy nie?
Zobacz więcej z tagiem: Pomiary
Wywiady
Laboratoria RCS i pomiary sygnatur radarowych: miniwywiad - Łukasz Wilk, Albatross Projects
Prezentacje firmowe
WAVE-TEST: od mierników pól elektromagnetycznych po analizatory RF
Gospodarka
Konkurs na projekty inteligentnych rozwiązań w zakresie recyklingu lub gospodarki odpadami

Zobaczyć obiekt oczami radaru, czyli dlaczego potrzebujemy laboratorium do pomiarów RCS?

Radar postrzega świat inaczej niż człowiek. Zamiast obrazu tworzonego przez światło widzialne rejestruje echo wysłanej fali elektromagnetycznej. Na odpowiedź radarową obiektu wpływają nie tylko jego rozmiary, lecz także kształt, zastosowane materiały, częstotliwość oraz kierunek obserwacji. Dlatego dwa przedmioty o podobnych wymiarach mogą być dla radaru widoczne zupełnie inaczej. Jak zatem sprawdzić, co radar rzeczywiście "widzi"? Służą temu pomiary RCS, prowadzone między innymi w specjalistycznych laboratoriach, które zapewniają kontrolowane i powtarzalne warunki oraz umożliwiają uzyskanie dokładności wymaganej w danym zastosowaniu.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów