Как псевдоспутники улучшат навигацию в городе фото
Инновации Инновации

Как псевдоспутники улучшат навигацию в городе


Игорь Горяинов, преподаватель геодезии в университете МИИГАиК. 

Всем нам знакома геолокация в смартфонах. Как удобно взять и сказать: «Алиса – проложи маршрут». И вот мы получаем удобный пешеходный маршрут, где виден каждый поворот. Навигатор говорит нам: поверните направо, поднимитесь на пешеходный переход через шоссе Энтузиастов, через 50 метров поверните налево, затем 350 метров прямо до 3-его подъезда. Все вроде достаточно удобно, когда мы перемещаемся по открытой местности. Но как справится навигатор с более сложной задачей. Предположим нужно дойти до пункта выдачи товара, расположенного в большом торговом центре. Как здесь поступит навигатор? Он доведет нас до входа и дальше все! А ведь торговый центр довольно большой, да и спланирован он не так чтоб уж очень понятно. Как искать этот пункт выдачи, когда он маленький и не очень заметный? Как решить эту проблему?

Стандартная геолокация в смартфонах работает на основе спутниковых навигационных систем, дополнительно ориентируясь на вышки сотовой связи и Wi-Fi. Причем надо отметить, что вышка сотовой связи не дает нам точного навигационного решения. Она лишь, позволяет нам понять, в какой ячейке сотовой сети мы находимся. Это существенно экономит время так называемого «холодного страта» при решении навигационной задачи. Но точное ваше позиционирование определяется по результатам обработки данных именно спутниковой радионавигационной системы.

Однако у всех спутниковых радионавигационных систем есть серьезный существенный недостаток: сигнал не проходит сквозь препятствия. Из-за этого геолокация не работает в помещениях вообще. Высокая точность позиционирования достигается малой длиной волны, соответственно малой проходимостью сигнала через препятствия. Думаю, все замечали, когда мы собираемся ехать в дождь или снег навигатор как бы тупит. Большая часть сигналов приходящая к нам от спутников расположенных на уровне горизонта не могут пройти через плотные атмосферные явления. Это геометрически снижает точность, либо может привести к невозможности навигационного решения. Дополнительной проблемой является переотражение сигнала от стен зданий и попадание в зону радиотени. В связи с этим геолокация не работает в метро или тоннеле. Возникает вопрос нельзя ли как-то ретранслировать сигнал или создать его заново, от какого-то стационарного источника?

Можно! И самое интересное заключается в том, что первоначально источники навигационного сигнала находились на земле, а не в космосе. GPS и ГЛОНАСС не зря называются спутниковыми радионавигационными системами, следовательно были и другие – не спутниковые. В чем же тогда проблема, почему их перестали использовать? Разве не проще размещать источники навигационного сигнала на Земле?

Проще, но дороже: их нужно в разы больше. Наша земля круглая, да еще, со множеством препятствий в виде рельефа и различных зданий. Из-за кривизны Земли для навигационной точности, аналогичной GPS, всю территорию Земли пришлось бы покрыть таким же количеством навигационных вышек, как и вышек сотовой связи. Первоначально даже пытались сделать так, правда, немного сэкономив. Вышки навигационных систем устанавливали в горах: Крыму, Урале, Карелии, но пользоваться ими могли в основном самолеты, которые сами летели на большой высоте. Так же навигационные антенны размещали на стационарных дирижаблях на висящих на высотах в 4-5 км. Однако с появлением искусственных спутников Земли появилась возможность выводить навигационную антенну на высоты 20 000 км. ГЛОНАСС сейчас использует всего 25 спутников на высоте 20 000 и покрывает навигационными сигналами весь мир. Для хорошего навигационного обеспечения только обжитых районов России потребовалось бы около 100 тыс. 50-ти метровых навигационных вышек. Вопрос экономической целесообразности вроде бы отпал сам собой до появления смартфонов.

Однако большинство людей в современных условиях живет в городах и часто перемещаются по радионепрозрачным из космоса объектам: метрополитенам, торговым центрам и т.д. Следовательно, если устанавливать стационарные псевдоспутники в городах, то это вполне оправдано. Стоимость современного имитатора спутникового сигнала стоит сейчас порядка 4 млн. рублей. Один такой имитатор может сразу ретранслировать всю группировку спутников. Так как большинство зданий построены из железобетона, то потребуется несколько таких имитаторов: два или три. Частоты, на которых работает псевдоспутник ниже, чем у того Wi-Fi, следовательно выше и проходимость сигнала. В принципе технически не составляет особого труда создать сеть из таких псевдоспутников на территории торгово-развлекательного центра. В этом случае у Вас появляется удобная возможность использования каршеринга на подземных многоуровневых стоянках. Вы найдете Ваш автомобиль так же легко и удобно так же, как и на обычной наземной стоянке. Внедрение таких систем это вопрос недалекого будущего.

Не исключено, что лет через 5 мы будем скидывать свою геолокацию в торговом центре или на станции метро, как будто так было всегда. И будем удивляться, зачем люди когда-то встречались в центре зала, разве не проще скинуть координаты.

Подписывайтесь на нас в соцсетях, если хотите быть в курсе последних событий в сфере бизнеса и технологий.


Не менее интересные публикации