211service.com
Niezwykle dokładne pozycjonowanie jest wprowadzane na całym świecie
Ulepszenia do satelitów na orbicie i systemów poniżej zapewnią masom dokładność na poziomie centymetra.
Selman projekt
24 lutego 2021
Dlaczego jest to ważne:GPS przekształcił już wiele branż i umożliwił zupełnie nowe, takie jak wspólne przejazdy. Bardziej dokładna jego forma spowoduje pojawienie się jeszcze większej liczby aplikacji.
Kluczowi gracze:• Chińska Narodowa Administracja Kosmiczna
• Siły Powietrzne USA
• ColdQuanta
Dostępność:Ale już
Ogromne osuwisko – najgorsze od dziesięcioleci – uderzyło w dom Du Fangminga w prowincji Hunan w południowych Chinach 6 lipca. Mój dom się zawalił. Moje kozy zostały zmiecione przez błoto, powiedział chińskim mediom wkrótce po katastrofie. Na szczęście był jednak bezpieczny – jeden z 33 mieszkańców wioski, którzy zostali ewakuowani dzięki wczesnym ostrzeżeniom, które umożliwiły zaawansowane technologie pozycjonowania, które mogą zapewnić dokładniejsze odczyty niż kiedykolwiek wcześniej.
Zasilany przez nowo ukończony chiński globalny system nawigacji satelitarnej, BeiDou (Wielki Wóz) i jego stacje naziemne, czujniki położenia mogą wykrywać subtelne zmiany powierzchni ziemi w regionach podatnych na osuwiska w całych Chinach. Ruch o kilka metrów można wykryć w czasie rzeczywistym, a dokładność przetwarzania końcowego może osiągnąć poziom milimetrowy.
Ta historia była częścią naszego wydania z marca 2021 r.
- Zobacz resztę numeru
- Subskrybuj
Oznacza to, że z odległości ponad 21 000 kilometrów nad ziemią można zauważyć przesunięcie brudu wielkości czubka ostrego ołówka. Dwanaście dni przed osunięciem się ziemi wioska Du otrzymała pomarańczowy alarm, powołując się na anomalie w danych, które wskazywały na przyspieszone przesuwanie się powierzchni po dniach ulewnych deszczów.
Dwanaście dni przed osunięciem się ziemi wioska Du otrzymała pomarańczowy alarm, powołując się na anomalie w danych, które wskazywały na przyspieszone przesuwanie się powierzchni po dniach ulewnych deszczów.
Wioska Du jest jednym z ponad 100 miejsc w Hunan wyposażonych w takie systemy monitorowania katastrof i wczesnego ostrzegania. Ta usługa nie byłaby możliwa, gdyby dokładność pozycjonowania satelitarnego nadal była na poziomie metra lub decymetra, mówi Yuan Hong z Instytut Badań Informacji Lotniczej w Chińskiej Akademii Nauk w Pekinie, gdzie przez dziesięciolecia pracował nad BeiDou.
Bardziej niż kiedykolwiek polegamy na technologiach, które mogą określić naszą lokalizację lub wskazać położenie obiektu. Rolnictwo precyzyjne, dostawa dronów, logistyka, przewozy lotnicze i podróże lotnicze zależą od bardzo dokładnego wykrywania pozycji z kosmosu. Teraz seria wdrożeń i ulepszeń zwiększa dokładność najpotężniejszych globalnych systemów pozycjonowania satelitarnego z kilku metrów do kilku centymetrów.
Może to oznaczać, że Twój telefon nie tylko wie, którą ulicą idziesz lub jedziesz na rowerze, ale także po której stronie się znajdujesz. Pewnego dnia tego rodzaju rozwiązanie może umożliwić autonomicznym samochodom lub robotom dostawczym bezpieczne poruszanie się po ulicach i chodnikach.
GPS jest coraz lepszy
Wraz z rozwojem technologii zwiększa się dokładność GPS, reprezentowana tutaj przez statystyczną średnią błędu sygnału w przestrzeni mierzonego na pojedynczej częstotliwości w konstelacji GPS.
NASANowe i ulepszone satelity
Globalny System Pozycjonowania (GPS) , jeden z pierwszych takich systemów satelitarnych na świecie, zmienił sposób poruszania się miliardów ludzi. Od 1993 roku co najmniej 24 satelity GPS krążą wokół Ziemi i nieprzerwanie transmitują swoje pozycje. Każdy odbiornik GPS może znaleźć swoje aktualne położenie w ciągu kilku sekund poprzez triangulację sygnałów z co najmniej trzech satelitów w konstelacji.
Po przetworzeniu sygnałów przez odbiornik, GPS jest na ogół dokładny z dokładnością do 5 do 10 metrów. Teraz system jest w trakcie trwającej lata aktualizacji do GPS III, która powinna poprawić jego dokładność do jednego do trzech metrów (patrz wykres). Do listopada 2020 r. wystartowały cztery z 10 satelitów GPS III, a pozostałe mają zostać umieszczone na orbicie do 2023 r. Chociaż konsumenci nie zauważą tego od razu, dokładność ich systemów nawigacji i aplikacji śledzących smartfony powinna się poprawić. wynik.
W czerwcu 2020 r. Chiny zakończyły wdrażanie konstelacji satelitów BeiDou jako alternatywy dla GPS. Rozszerzony w ciągu dwóch dekad z sieci regionalnej na globalną, BeiDou ma obecnie 44 satelity działające na trzech różnych orbitach. Świadczy usługi pozycjonowania każdemu na świecie ze średnią dokładnością od 1,5 do dwóch metrów. Ponieważ usługa koncentruje się w przeszłości na Chinach i Azji, regionalni użytkownicy BeiDou często mogą uzyskać lepsze informacje o lokalizacji, z dokładnością do jednego metra.
Zwiększenie celności na ziemi
Nawet przy tych postępach sygnały pozycjonujące napotykają zakłócenia i inne warunki, które mogą spowodować ich nieprawidłowe działanie. Poprawienie tych błędów wymaga kolejnej warstwy technologii.
Zarówno BeiDou, jak i GPS w dużym stopniu polegają augmentacja naziemna aby zwiększyć dokładność pozycjonowania do poziomu centymetra. Jednym z popularnych rozwiązań jest pozycjonowanie kinematyczne w czasie rzeczywistym (RTK), które wykorzystuje odbiornik bazowy i odbiornik ruchomy, oddalone od siebie o kilometry, do odbierania sygnałów satelitarnych i obliczania błędów powodowanych przez jonosferę Ziemi. Ta technika może osiągnąć dokładność poniżej trzech centymetrów.
Podobną, ale nowszą technologią jest precyzyjne pozycjonowanie punktu (PPP). Wymaga tylko jednego odbiornika i działa z dowolnego miejsca na powierzchni Ziemi, zapewniając użytkownikom dokładność na poziomie od decymetra do centymetra.
Yuan mówi, że w Chinach rozszerzanie RTK jest stosunkowo dojrzałe, a w całym kraju zbudowano tysiące stacji bazowych: Obecnie opracowujemy technologię o nazwie PPP-RTK, aby połączyć ich mocne strony i mam nadzieję, że wykorzystamy kilka lata od teraz.
Poza pozycjonowaniem satelitarnym
W miarę poprawy dokładności pozycjonowania satelitarnego bez wątpienia znajdziemy jeszcze więcej sposobów na jego wykorzystanie. W końcu jednak tradycyjne systemy satelitarne osiągną granicę dokładności — prawdopodobnie około milimetra. Dlatego naukowcy badają nowe technologie pozycjonowania, które mogą nas przekroczyć ten limit lub przynajmniej zmniejszyć naszą zależność od satelitów .
Jedno podejście wykorzystuje kwantowe właściwości materii do lokalizowania i nawigacji bez zewnętrznych odniesień. Kiedy atomy są schładzane do poziomu nieco powyżej zera absolutnego, osiągają stan kwantowy, który jest szczególnie wrażliwy na siły zewnętrzne. Tak więc, jeśli znamy początkowe położenie obiektu i możemy zmierzyć zmiany w atomach (za pomocą wiązki laserowej), możemy obliczyć ruchy obiektu i znaleźć jego lokalizację w czasie rzeczywistym.
Pozycjonowanie kwantowe byłoby szczególnie przydatne w sytuacjach, gdy systemy satelitarne, takie jak GPS lub BeiDou, nie są dostępne, na przykład w kosmosie lub pod wodą, lub jako zapasowa technologia nawigacji dla samochodów autonomicznych. A bardzo wczesna wersja kwantowego systemu pozycjonowania, opracowanego przez ColdQuanta w Boulder w stanie Kolorado działa obecnie na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Nasi przodkowie spojrzeli na gwiazdy i kompasy, aby dowiedzieć się, gdzie się znajdują; dzisiaj używamy zegarów atomowych na satelitach na orbicie, aby zrobić to samo. Nowe technologie pozycjonowania już zmieniły sposób, w jaki uprawiamy ziemię, transportujemy towary i poruszamy się po naszym świecie, a najnowsze ulepszenia jeszcze bardziej zwrócą uwagę na ten świat. Wraz z postępem technologii pozycjonowania do poziomu milimetrowego i dalej, granice jej wykorzystania będą określane bardziej przez naszą kreatywność i prawne lub etyczne ograniczenia, które ustaliliśmy, niż przez wydajność samej technologii.
2021