Naukowcy opracowali rozwiązanie, które zamienia smartfony i smartwatche w niemal niezawodne narzędzie, pozwalające użytkownikom na pewną nawigację w złożonych środowiskach miejskich dzięki dokładnej lokalizacji dostępnej dla wszystkich.
Norweski Uniwersytet Nauki i Technologii (NTNU) opracował innowację, która zmniejsza margines błędu GPS do mniej niż 10 centymetrów w 90% przypadków, nawet w gęsto zabudowanych środowiskach miejskich.
Praca, kierowana przez Ardeshira Mohamadiego, stanowi istotny postęp dla pieszych i pojazdów autonomicznych, sektorów, które do skutecznego działania wymagają bardzo dokładnej lokalizacji.
Miasta stanowią nieprzyjazne środowisko dla nawigacji satelitarnej ze względu na obecność kanionów miejskich, utworzonych przez wąskie ulice otoczone wysokimi budynkami ze szkła i betonu. W takich przestrzeniach sygnały satelitarne odbijają się i zniekształcają informacje odbierane przez urządzenia, co prowadzi do niedokładnych odczytów.
Mohamadi wyjaśnił: „Miasta są brutalne dla nawigacji satelitarnej”, co wpływa na aplikacje mapowe i może zagrozić bezpieczeństwu zaawansowanych systemów mobilności.
Technologia SmartNav i PPP-RTK
Aby rozwiązać te problemy, zespół NTNU stworzył SmartNav, platformę, która maksymalizuje dokładność pozycjonowania w złożonych środowiskach miejskich. System wykorzystuje fazę nośną sygnału satelitarnego, która jest bardziej precyzyjna niż konwencjonalna metoda oparta na kodzie. Chociaż metoda Phase-Only Positioning zapewnia wyjątkową dokładność, jeśli odbiornik pozostaje nieruchomy przez pewien czas, jej przydatność jest ograniczona w ruchu.
Rozwiązanie zostało udoskonalone poprzez integrację własnych algorytmów z zaawansowanymi technologiami, takimi jak PPP-RTK (Precise Point Positioning – Real Time Kinematic). Technika ta łączy globalny zasięg PPP i natychmiastową precyzję RTK, nie wymagając złożonej sieci stacji bazowych ani kosztownych usług.
Ponadto współpraca z Google pozwoliła na dodanie map 3D około 4000 miast, ułatwiając przewidywanie i korygowanie błędów spowodowanych odbiciami od budynków. Mohamadi stwierdził: „Łączą dane z czujników, Wi-Fi, sieci komórkowych i modeli 3D budynków, aby zapewnić szacunki pozycji odporne na błędy spowodowane odbiciami”.
Testy przeprowadzone w Trondheim w Norwegii wykazały, że SmartNav może osiągnąć dokładność poniżej dziesięciu centymetrów w większości eksperymentów, znacznie przewyższając tradycyjne systemy GPS. Skorygowane trasy są wiernie dostosowane do rzeczywistej trasy, podczas gdy konwencjonalne systemy wykazują znaczne odchylenia. Mohamadi zauważył: „W przypadku pojazdów autonomicznych oznacza to różnicę między bezpiecznym zachowaniem a niepewną jazdą”.
Zastosowania i globalny zasięg innowacji
Jedną z kluczowych cech tej technologii jest jej przydatność w niedrogich urządzeniach, takich jak telefony komórkowe i zegarki sportowe. Integracja PPP-RTK i map 3D Google demokratyzuje możliwość korzystania z zaawansowanego pozycjonowania, eliminując potrzebę stosowania kosztownej infrastruktury i subskrypcji dostępnych wyłącznie dla profesjonalistów.
NTNU podkreśla, że innowacja ta pozwala zmniejszyć zależność od kosztownych systemów lokalnych i umożliwia precyzyjną nawigację nawet w najbardziej złożonych środowiskach miejskich. Dzięki obsłudze map 3D Google technologia ta ma potencjał, aby znaleźć zastosowanie w tysiącach miast na skali globalnej.
Oferując ogólnodostępne narzędzie do precyzyjnej lokalizacji, NTNU przewiduje nowy etap w doświadczaniu przestrzeni miejskiej. Niezawodna nawigacja, nawet w najtrudniejszych warunkach, jest teraz dostępna dla milionów ludzi i zapowiada poprawę zarówno bezpieczeństwa, jak i wydajności codziennej mobilności.
