Pesquisadores desenvolveram um sistema de posicionamento alternativo mais robusto e preciso que o GPS, especialmente em ambientes urbanos
Um sistema de posicionamento alternativo que é mais robusto e preciso que o GPS, especialmente em ambientes urbanos, foi desenvolvido por pesquisadores da Delft University of Technology, Vrije Universiteit Amsterdam e VSL. O protótipo de trabalho que demonstrou esta nova infraestrutura de rede móvel atingiu uma precisão de 10 centímetros. Essa nova tecnologia é importante para a implementação de uma ampla gama de aplicativos avançados baseados em localização, incluindo veículos autônomos, comunicação quântica e sistemas de comunicação móvel de próxima geração. Os resultados serão publicados hoje (16 de novembro) na revista Nature.
Atualmente, grande parte de nossa infraestrutura vital depende de sistemas globais de navegação por satélite, como GPS (Estados Unidos) e Galileo (União Européia). No entanto, esses sistemas de navegação que dependem de satélites têm limitações e vulnerabilidades significativas. Quando recebidos na Terra, seus sinais de rádio são fracos e o posicionamento preciso não é possível quando os sinais de rádio são refletidos ou bloqueados por edifícios.
“Isso pode tornar o GPS não confiável em ambientes urbanos, por exemplo”, diz Christiaan Tiberius, da Delft University of Technology e coordenador do projeto, “o que é um problema se quisermos usar veículos automatizados. Além disso, os cidadãos e nossas autoridades dependem do GPS para muitos aplicativos e dispositivos de navegação baseados em localização. Além disso, até agora não tínhamos sistema de backup.”
Um projeto intitulado SuperGPS foi iniciado com o objetivo de desenvolver um sistema de posicionamento alternativo que faça uso da rede de telecomunicações móveis em vez de satélites e que possa ser mais preciso e confiável que o GPS. “Percebemos que com algumas inovações de ponta, a rede de telecomunicações poderia ser transformada em um sistema de posicionamento alternativo muito preciso e independente do GPS”, diz Jeroen Koelemeij da Vrije Universiteit Amsterdam. “Tivemos sucesso e desenvolvemos com sucesso um sistema que pode fornecer conectividade exatamente como as redes móveis e Wi-Fi existentes, bem como posicionamento preciso e distribuição de tempo como o GPS.”
Um relógio atômico
Uma dessas inovações é conectar a rede móvel a um relógio atômico muito preciso, para que possa transmitir mensagens perfeitamente cronometradas para posicionamento, assim como os satélites GPS fazem com a ajuda dos relógios atômicos que carregam a bordo. Essas conexões são feitas através da rede de fibra óptica existente.
“Já estávamos investigando técnicas para distribuir a hora nacional produzida por nossos relógios atômicos para usuários em outros lugares através da rede de telecomunicações”, diz Erik Dierikx da VSL. “Com essas técnicas, podemos transformar a rede em um relógio atômico distribuído em todo o país – com muitas novas aplicações, como posicionamento muito preciso por meio de redes móveis. Com o sistema híbrido óptico-sem fio que demonstramos agora, em princípio qualquer pessoa pode ter acesso sem fio à hora nacional produzida na VSL. Basicamente, forma um relógio de rádio extremamente preciso que é bom para um bilionésimo de segundo.”
Além disso, o sistema emprega sinais de rádio com uma largura de banda muito maior do que a comumente usada. “Os edifícios refletem sinais de rádio, que podem confundir os dispositivos de navegação. A grande largura de banda do nosso sistema ajuda a resolver esses reflexos de sinal confusos e permite maior precisão de posicionamento”, explica Gerard Janssen, da Delft University of Technology. “Ao mesmo tempo, a largura de banda dentro do espectro de rádio é escassa e, portanto, cara. Contornamos isso usando vários sinais de rádio de pequena largura de banda relacionados espalhados por uma grande largura de banda virtual. Isso tem a vantagem de que apenas uma pequena fração da largura de banda virtual é realmente usada e os sinais podem ser muito semelhantes aos dos telefones celulares.”
Publicado em 20/11/2022 10h50
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