Материалы портала «Научная Россия»

Новая технология позволяет довести точность GPS до 1 сантиметра

Новая технология позволяет довести точность GPS до 1 сантиметра
Американские ученые разработали набор алгоритмов, которые позволяют объединить данные от спутников и находящихся на борту автомобиля (или в корпусе смартфона) инерциальных датчиков, и при этом не требуют для таких вычислений сверхмощный компьютер.

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде (США), под руководством Джея Феррелла (Jay Farrell) разработали набор математических алгоритмов, которые позволяют довести точность системы глобального позиционирования (GPS) до 1 сантиметра. Их статью об этом, опубликованную в журнале IEEE Transactions on Control Systems Technology, пересказывает сайт Science Alert.

Обычная GPS определяет координаты и скорость движения объекта, измеряя время, за которое установленная на нем антенна принимает сигнал от четырех (или больше) навигационных спутников. Это позволяет локализовать объект на поверхности Земли с точностью примерно 10 метров. В последнее время появилась усовершенствованная технология дифференциальной GPS (DGPS), которая учитывает также сигналы от наземных станций. При этом разброс уменьшается до 1 м — но этого все равно недостаточно, например, для беспилотного автомобиля (скажем, такого, который разрабатывает Google), чтобы он мог, основываясь на этих данных, уверенно ездить по обычным улицам.

Чтобы решить эту проблему, Феррелл с коллегами «скрестили» GPS с другим методом навигации — инерциальным. Суть его состоит в том, что датчики ускорения и гироскопы, установленные в объекте, автономно определяют, как быстро и в какую сторону он движется и таким образом, зная начальные координаты, можно определить, куда объект прибудет через некоторое время. Инерциальная навигация имеет то преимущество, что, в отличие от той же GPS, не зависит от внешних источников сигнала.

Предложения объединить данные GPS и инерциальной навигации выдвигались уже давно. Однако до сих пор одновременная, быстрая и согласованная обработка такой разнородной информации требовала очень больших вычислительных мощностей. Иными словами, нужен был чрезвычайно мощный компьютер, который не поставишь в каждый беспилотный автомобиль — и тем более не встроишь в каждый смартфон.

Ученые из Калифорнийского университета смогли обойти это ограничение, разработав пакет алгоритмов, которые существенно упрощают соответствующие вычисления. Благодаря этому, достичь точности до 1 см в определении координат теперь сможет, похоже, едва ли не любой современный гаджет.

«Это позволит не только увеличить возможности высокоспециализированных навигационных систем — таких, какие используются в беспилотном транспорте или точном земледелии — но улучшит работу навигационных сервисов в мобильных телефонах и других персональных устройствах, не повышая при этом их цену», — объяснил Феррелл.

Дополнительным плюсом новой технологии является то, что GPS теперь не будет «глохнуть» при въезде в тоннель — ведь инерциальные датчики продолжат работать и анализировать информацию о вашем местонахождении, даже если связь со спутником на время потеряна.

Напомним, в прошлом году ученые из другого американского университета — Техасского — предложили другой способ увеличить точность существующих систем GPS-навигации. Этот способ основан на математическом «усилении» спутникового сигнала.

dgps gps дифференциальная gps инерциальная навигация

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий