Nederlandse wetenschappers ontwikkelen SuperGPS met een nauwkeurigheid van 10 cm

De meeste navigatiesystemen gebruiken GPS om te bepalen waar ze zijn. GPS staat voor Global Positioning System en is een op satellieten gebaseerd navigatiesysteem dat eigendom is van en wordt beheerd door de Amerikaanse overheid. Het Europese alternatief heet Galileo.

Deze op satellieten gebaseerde systemen hebben verschillende nadelen:

• De nauwkeurigheid van GPS en Galileo is een paar meter, wat prima is als u GPS gebruikt om uw vrachtwagen of bestelwagen te navigeren naar het adres waar u uw lading moet afzetten, maar het verhaal verandert wanneer u een autonome drone naar ergens een pakket afgeven.
• Het signaal is niet erg sterk. De gebruikte radiogolven kunnen gemakkelijk worden afgebogen of geblokkeerd door opbouw, waardoor verdere onnauwkeurigheid of zelfs volledig signaalverlies ontstaat.
• Er is geen back-upsysteem. Als de GPS niet werkt, moet u een kaart gebruiken, als u nog weet hoe u er een moet gebruiken.

Locatie bepalen door berichten te sturen

Wetenschappers van de Technische Universiteit Delft, de Vrije Universiteit van Amsterdam en VSL hebben een navigatiesysteem ontwikkeld met een nauwkeurigheid van 10 centimeter. Het nieuwe systeem is niet gebaseerd op satellieten, maar maakt gebruik van een mobiele telefooninfrastructuur die speciaal voor dit project is ontworpen. Het team verbond een zeer nauwkeurige atoomklok met een mobiel netwerk, waardoor een systeem ontstond dat berichten met perfecte tijdstempels kon verzenden. Deze perfect getimede berichten maken het mogelijk om de locatie nauwkeurig te bepalen. Doordat het systeem gebruik maakt van een veel bredere band aan radiosignalen, is het minder kwetsbaar als het gaat om verstopping of afbuiging.

Het feit dat het systeem zoveel robuuster en nauwkeuriger is, maakt het perfect voor navigatie in stedelijke omgevingen. De eerste toepassing die in je opkomt is de distributie en levering van goederen in dichtbevolkte steden. Met bedrijven die werken aan zelfrijdende voertuigen en drones en robots die items afleveren, worden nauwkeurige navigatie en lokalisatie steeds belangrijker.

“We hadden al onderzoek gedaan naar technieken om de nationale tijd van onze atoomklokken via het telecommunicatienetwerk te verspreiden naar gebruikers elders”, zegt Erik Dierikx van VSL. “Met deze technieken kunnen we van het netwerk een landelijk verspreide atoomklok maken – met veel nieuwe toepassingen zoals zeer nauwkeurige plaatsbepaling via mobiele netwerken.”

Erik Dierkx van VSL

Voor degenen onder u die graag dieper in de technische details van deze technologie duiken; hier is een citaat van de website van het onderzoeksteam:

Een zeer stabiele en nauwkeurige klok- en frequentiereferentie wordt gedistribueerd via een optisch netwerk met behulp van White Rabbit (WR)-technologie. Het optische netwerk zorgt voor synchronisatie van Radio Frequency (RF) apparatuur over het gehele netwerk. Het tijdsverschil tussen radiozenders die met dit netwerk zijn gesynchroniseerd, zal minder dan 100 picoseconden bedragen. Gelijktijdige verzending van radiosignalen naar het draadloze medium is eigenlijk vergelijkbaar met op de grond gebaseerde pseudo-satelliettransmissies die worden gebruikt met het Global Positioning System (GPS). Ook vergelijkbaar met GPS, zal de ontvanger, bijvoorbeeld in een voertuig op de weg en dus niet verbonden met het optische netwerk, zijn klok synchroniseren met het systeem, met behulp van de SuperGPS-radiosignalen, en daardoor een zeer nauwkeurige bereiking mogelijk maken.

Dit project beoogt de ontwikkeling van een nieuw hybride optisch-draadloos terrestrisch systeem voor nauwkeurige plaatsbepaling via een raster van radiozenders, gesynchroniseerd met extreem hoge nauwkeurigheid via een optisch telecommunicatienetwerk.

https://www.tudelft.nl/citg/over-faculteit/afdelingen/geoscience-remote-sensing/research/projects/supergps/what-is-supergps

Afbeelding: TU Delft