Устойчивая навигация без помех – через спутники LEO
Частые сбои в работе GPS (ГНСС США), вызванные, как предполагается, глушением сигнала, негативно влияют на повседневную жизнь гражданского населения Финляндии, создавая им серьёзные проблемы для навигации. Решение этих проблем предлагает новый подход, основанный на использовании спутников на низкой околоземной орбите (LEO) в сочетании с массивными антеннами с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO). Этот метод обеспечивает точную навигацию при сбоях в работе традиционных глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС: ГЛОНАСС, GPS, BeiDou и Galileo).
Метод представил Махмуд Эльсанхури из Университета Ваасы (Финляндия). Его работа посвящена технологиям позиционирования, направленным на повышение точности и надёжности навигации. Она охватывает несколько областей, включая разработку сверхширокополосной (СШП) системы для точной навигации внутри помещений, т.н. «indoor GPS», и усовершенствование системы позиционирования транспортных средств на открытом воздухе с помощью ГНСС. Кроме того, в его диссертации представлен метод определения местоположения с использованием спутников LEO для преодоления недостатков существующих систем ГНСС. Учёный обещает значительное повышение точности позиционирования как внутри, так и снаружи помещений.
По его словам, несмотря на достижения в области технологий определения местоположения, существующие системы по-прежнему не могут обеспечить надёжные решения для преодоления таких проблем, как помехи GPS.
В исследовании выделены две технологии: СШП-системы для улучшения навигации внутри помещений и спутники LEO для улучшения навигации вне помещений. СШП-технология обеспечивает высокоточное позиционирование в условиях плотной внутренней среды, в то время как метод, основанный на использовании спутников LEO, устраняет ограничения традиционных систем ГНСС.
Для использования на открытом воздухе предлагается новый метод, основанный на использовании спутников LEO, для борьбы с глушением GPS и помехами, которые стали постоянной проблемой в Финляндии и других регионах. Этот метод использует несколько лучей сигнала от спутников LEO для повышения надёжности навигации при сбоях в работе систем ГНСС.
Результаты моделирования многообещающие: метод, основанный на LEO, превосходит ГНСС в сложных дорожных условиях. Система LEO достигла точности определения местоположения в 9,15 метра по сравнению с точностью ГНСС в 26,6 метра – более чем на 60-190%.
Разработчик утверждает, что технологии позиционирования, показанные в его исследовании, могут быть также применены к внеземным средам, таким как Луна и Марс, где космические агентства работают над созданием устойчивых населённых пунктов.
Исследование также направлено на разработку СШП-систем для навигации в сложных помещениях, таких как промышленные. СШП-технология зарекомендовала себя как надёжная в условиях плотной застройки, преодолевая типичные проблемы с беспроводной связью. Интегрируя СШП с вспомогательными технологиями, такими как инерциальные датчики движения, можно значительно повысить точность информации о местоположении, решая проблемы, с которыми сталкиваются традиционные системы в ограниченных пространствах.
Эксперименты показали, что технология СШП обеспечивает среднюю точность всего в 4,7 сантиметра, что является существенным улучшением по сравнению со стандартными методами.
Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Telegram-канал
По материалам открытых источников