طور الباحثون نظامًا بديلاً لتحديد المواقع أكثر فاعلية ودقةً من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، خاصةً في المناطق الحضرية.

طُور باحثون من جامعة دلفت للتكنولوجيا، وجامعة فريجي أمستردام، ومركز (VSL) نظام تحديد المواقع البديل الذي هو أكثر فاعلية ودقة من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وخاصةً في المناطق الحضرية. حقق النموذج الأولي الذي أظهر هذه البنية التحتية الجديدة لشبكة الهاتف المحمول دقة 10 سم. هذه التكنولوجيا الجديدة مهمة لتنفيذ مجموعة واسعة من التطبيقات المتقدمة القائمة على الموقع، بما في ذلك المركبات ذاتية القيادة، والاتصالات الكمومية، والجيل التالي من أنظمة الاتصالات المتنقلة. ونُشرت النتائج بنوفمبر الحالي في مجلة نايتشر.

حاليًا، يعتمد الكثير من بنيتنا التحتية الحيوية على أنظمة الأقمار الصناعية العالمية للملاحة مثل GPS (الولايات المتحدة) وGalileo (الاتحاد الأوروبي). ومع ذلك، فإن أنظمة الملاحة هذه التي تعتمد على الأقمار الصناعية لديها قيود ونقاط ضعف كبيرة. فعندما يتم استقبالها على الأرض، تكون إشاراتها الراديوية ضعيفة، ولا يمكن تحديد المواقع بدقة عندما تنعكس الإشارات الراديوية أو تحجبها المباني.

يقول كريستيان تيبيريوس، من جامعة دلفت للتكنولوجيا ومنسق المشروع: “هذا يمكن أن يجعل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) غير موثوق به في البيئات الحضرية، على سبيل المثال، وهي مشكلة في حال أردنا استخدام المركبات الآلية. أيضًا، يعتمد المواطنون وسلطاتنا بالفعل على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للعديد من التطبيقات وأجهزة الملاحة القائمة على الموقع. علاوةً على ذلك، حتى الآن لم يكن لدينا نظام احتياطي”.

وبدأ مشروع بعنوان (SuperGPS) بهدف وضع نظام بديل لتحديد المواقع يستخدم شبكة الاتصالات المتنقلة بدلاً من الأقمار الصناعية ويمكن أن يكون أكثر دقة وموثوقية من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). كما يقول جيروين كوليميج من جامعة فريجي أمستردام: “لقد أدركنا أنه مع بعض الابتكارات المتطورة، يمكن تحويل شبكة الاتصالات إلى نظام بديل دقيق لتحديد المواقع ومستقل عن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)”.

ويضيف قائلاً: “لقد نجحنا وطورنا بنجاح نظام يمكنه توفير الاتصال تمامًا مثل شبكات الجوال والواي فاي الحالية، بالإضافة إلى تحديد المواقع بدقة وتوزيع الوقت مثل (GPS)”.

ساعة ذرّية

أحد هذه الابتكارات هو توصيل شبكة الهاتف المحمول بساعة ذرية دقيقة للغاية، بحيث يمكنها بث رسائل موقوتة تمامًا لتحديد المواقع، تمامًا كما تفعل الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي بمساعدة الساعات الذرية التي تحملها على متنها. تُجرى هذه الاتصالات من خلال شبكة الألياف البصرية الحالية.

كما يقول إريك ديريكس من مركز (VSL): “لقد كنا بالفعل نحقق في تقنيات لتوزيع الوقت الوطني الذي تنتجه ساعاتنا الذرية على المستخدمين في أماكن أخرى من خلال شبكة الاتصالات السلكية واللاسلكية”. ويضيف: “باستخدام هذه التقنيات، يمكننا تحويل الشبكة إلى ساعة ذرية موزعة على مستوى البلاد مع العديد من التطبيقات الجديدة مثل تحديد المواقع بدقة عالية من خلال شبكات الهاتف المحمول”.

“مع النظام البصري اللاسلكي الهجين الذي أظهرناه الآن، من حيث المبدأ، يمكن لأي شخص الوصول لاسلكيًا إلى الوقت الوطني المنتج في مركز (VSL). إنها تشكل أساسًا ساعة راديو دقيقة للغاية تصل إلى جزء من مليار من الثانية”.

وعلاوةً على ذلك، يستخدم النظام إشارات راديوية ذات نطاق ترددي أكبر بكثير من الاستخدام الشائع. ويشرح جيرارد يانسن من جامعة دلفت للتكنولوجيا قائلاً: “تعكس المباني إشارات الراديو، والتي يمكن أن تربك أجهزة الملاحة. يساعد عرض النطاق الترددي الكبير لنظامنا على فرز انعكاسات الإشارة المربكة هذه، ويتيح دقة أعلى لتحديد المواقع”.

ويضيف: “في الوقت نفسه، فإن عرض النطاق الترددي داخل الطيف الراديوي نادر وبالتالي مكلف. نحن نتحايل على هذا باستخدام عدد من الإشارات الراديوية ذات النطاق الترددي الصغير ذات الصلة المنتشرة على عرض نطاق ترددي افتراضي كبير. تتمثل ميزته في أنه يُستخدم جزء صغير فقط من النطاق الترددي الافتراضي بالفعل ويمكن أن تكون الإشارات مشابهة جدًا لتلك الموجودة في الهواتف المحمولة”.

المصدر: https://scitechdaily.com

ترجمة: سهى وليد فرسوني

تويتر: @Suhaxx10

مراجعة وتدقيق: زينب محمد