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Delft、デシメートル精度でナビゲート

November, 24, 2022, Delft--TU Delft, Vrije Universiteit AmsterdamとVSLの研究者は、特に市街地では、GPSよりもロバストで正確な、代替測位システムを開発した。
 特別設定のモバイルネットワークに実装されたシステムのプロトタイプで10㎝の精度が達成された。同技術は、時間と位置に依存する様々なアプリケーションで重要である。自動運転車、量子通信、次世代モバイルネットワークなど。研究成果は、Natureに発表された。

非常に重要なインフラストラクチャが、American GPSやEuropean Galileoなどの衛星ナビゲーションシステムに依存している。しかし、これらのシステムは、限界や脆弱性がある。無線信号がビルディングによって反射またはブロックされると、受信無線信号は弱く、測位が不正確になる。「市街地では、これはGPSの信頼性に影響を与えうる」とTU Delft、プロジェクトのコーディネーター、Christiaan Tiberiusは指摘している。「これは、例えば自動運転車では問題になり得る。とは言え、市民や当局は、多くのアプリケーションで衛星ナビゲーションシステムに依存している。バックアップシステムは存在しない」。

いわゆるSuperGPSプロジェクトの狙いは、衛星ではなく、モバイルネットワークをベースにした代替測位システムの開発であった。これは、GPSよりもロバストで正確である。「わずかな数のスマートなイノベーションによりわれわれは、通信システムをGPSの非常に正確な代替に変換できることが分かった」とVU University AmsterdamのJeroen Koelemeijは説明している。「現在、モバイルやWi-Fiネットワークの接続性、GPSなどの正確な位置と時間を提供するシステムの結果により、われわれは成功した」。

原子時計
イノベーションの一つは、測位に完璧にタイムリーなメッセージを送れるように非常に正確な原子時計をモバイルネットワーク接続することである。正にGPSが、衛星の原子時計の助けを借りてするようにである。この接続は、既存のファイバオプティクスネットワークを利用する。「通信ネットワークを介してわれわれの原子時計の国内時間をどこにいるユーザにも配布する新技術にわれわれはすでに取り組んでいた」(Erik Dierikx of VSL)。「この技術でわれわれはネットワークを全国的な分散型原子時計に変える。正確な測位などアプリケーションは無限である。また、われわれが今回開発したハイブリッドファイバオプティックワイヤレスシステムにより、全ての人々が原理的にわれわれの原始時代にアクセスできる。

もう1つのイノベーションは、通常よりも遙かに大きな帯域の無線信号の利用に関わる。「建物が無線信号を反射する、これはナビゲーションレシーバを混乱させうる。大きな帯域は、これら混乱させる反射の認識に役立つ、つまり位置精度の増加となる」とGerard Janssen of TU Delftは、説明している。「同時に、無線スペクトルの帯域は不足しており、したがって高価である。われわれは、多数のもっと狭帯域の信号によってこれを回避する、大きな「仮想」帯域に広がる信号である。したがって、実際には信号は、無線スペクトルの小さな部分しか使わない。また、それらは現在モバイルネットワークで使われているものとの類似性が高い」と同氏は続けている。
(詳細は、https://www.tudelft.nl)