I ricercatori della Delft University of Technology, Vrije Universiteit Amsterdam e VSL hanno sviluppato un sistema di posizionamento alternativo che è più robusto e preciso del GPS, specialmente negli ambienti urbani.
Lo scopo di questo progetto — denominato SuperGPS — è stato quello di sviluppare un sistema di posizionamento alternativo che utilizzasse la rete di telecomunicazioni mobili anziché i satelliti e che avesse una precisione migliore rispetto agli attuali sistemi GNSS.
Il prototipo funzionante, che ha dimostrato questa nuova infrastruttura di rete mobile, ha raggiunto una precisione di 10 centimetri.
La nuova tecnologia è importante per l'implementazione di una gamma di applicazioni basate sulla posizione, inclusi veicoli a guida autonoma e sistemi di comunicazione mobile di nuova generazione.
Gran parte della nostra infrastruttura vitale si basa sul GNSS. Tuttavia, i sistemi che si basano sui satelliti presentano limitazioni e vulnerabilità. Ad esempio, i loro segnali radio sono deboli quando vengono ricevuti sulla Terra, rendendo impossibile un posizionamento accurato se i segnali radio vengono riflessi o bloccati dagli edifici.
"Ci siamo resi conto che con alcune innovazioni all'avanguardia, la rete di telecomunicazioni poteva essere trasformata in un sistema di posizionamento alternativo molto preciso e indipendente dai sistemi GNNS", ha affermato Jeroen Koelemeij della Vrije Universiteit Amsterdam. "Siamo riusciti e abbiamo sviluppato con successo un sistema in grado di fornire connettività proprio come fanno le reti mobili e Wi-Fi esistenti, nonché un posizionamento accurato e una distribuzione del tempo come il GNSS".
Un'innovazione importante che emerge è quella di collegare la rete mobile a un orologio atomico molto preciso in modo che possa trasmettere messaggi perfettamente sincronizzati per il posizionamento, proprio come fanno i satelliti GNSS con l'aiuto degli orologi atomici che portano a bordo. Queste connessioni vengono effettuate attraverso la rete in fibra ottica esistente.
"Con queste tecniche, possiamo trasformare la rete in un orologio atomico distribuito a livello nazionale, con molte nuove applicazioni come il posizionamento molto accurato attraverso le reti mobili", ha affermato Erik Dierikx, VSL. “Con il sistema ibrido ottico-wireless che abbiamo dimostrato, in linea di principio chiunque può avere accesso wireless all'ora nazionale prodotta da VSL. Fondamentalmente si crea un orologio radio estremamente preciso che va bene fino a un miliardesimo di secondo”.
Il sistema utilizza anche segnali radio con una larghezza di banda molto maggiore di quella comunemente utilizzata. “Gli edifici riflettono i segnali radio generando effetti multipath, che possono confondere i dispositivi di navigazione. L'ampia larghezza di banda del nostro sistema aiuta a risolvere questi riflessi di segnale confusi e consente una maggiore precisione di posizionamento", ha spiegato Gerard Janssen della Delft University of Technology. “Allo stesso tempo, la larghezza di banda all'interno dello spettro radio è scarsa e quindi costosa. Aggiriamo questo problema utilizzando una serie di segnali radio correlati a piccola larghezza di banda distribuiti su un'ampia larghezza di banda virtuale. Questo ha il vantaggio che solo una piccola frazione della larghezza di banda virtuale viene effettivamente utilizzata e i segnali possono essere molto simili a quelli dei telefoni cellulari”.
I risultati della ricerca peer-reviewed sono stati pubblicati su Nature.
Koelemeij JCJ, Dun H, Diouf CEV, Dierikx EF, Janssen GJM, Tiberius CCJM. A hybrid optical-wireless network for decimetre-level terrestrial positioning. Nature. 2022 Nov;611(7936):473-478. doi: 10.1038/s41586-022-05315-7. Epub 2022 Nov 16. PMID: 36385540.
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