science >> Wetenschap >  >> Natuur

Door Otago geleid onderzoek om smartphones nog slimmer te maken

Dr. Robert Odolinski, een smartphone configureren om multi-GNSS-gegevens te verzamelen. Krediet:Universiteit van Otago

De nauwkeurigheid van het Global Positioning System (GPS) in smartphones is aanzienlijk verbeterd dankzij onderzoek aan de Universiteit van Otago, Nieuw-Zeeland, in samenwerking met Curtin University, Australië.

Is het je ooit opgevallen dat de GPS-locatie op je smartphone niet zo slim is? Bijvoorbeeld, je smartphone beweert dat je in de eendenvijver bent terwijl je in feite aan de andere kant van het park bent en de eendenvijver niet eens kunt zien? Dit nieuwe onderzoek uitgevoerd aan de Universiteit van Otago, en onlangs gepubliceerd in het internationale Journal of Geodesy, gaat daar verandering in brengen.

Door signalen van vier verschillende Global Navigation Satellite Systems (GNSS's) te combineren, Otago's Dr. Robert Odolinski en Curtin University-collega Prof Peter Teunissen, hebben aangetoond dat het mogelijk is om op een smartphone een nauwkeurige positionering op centimeter (cm)-niveau te bereiken.

"Het komt allemaal neer op de wiskunde die we hebben toegepast om het meeste te halen uit de relatief goedkope technologie die smartphones gebruiken om GNSS-signalen te ontvangen, het combineren van gegevens van Amerikaanse, Chinese, Japans, en Europese GNSS. We geloven dat deze nieuwe mogelijkheid een revolutie teweeg zal brengen in toepassingen die positionering op cm-niveau vereisen, " zegt Dr. Odolinski.

Hij zegt om de nieuwe technologie te begrijpen, een terugblik op de historisch-wetenschappelijke context is nodig.

Figuur 1. Nauwkeurige positionering op centimeterniveau op een smartphone gedurende 24 uur in Dunedin, Nieuw-Zeeland. Blauwe stippen tonen herhaalbaarheid van gegevens uit één tijdperk in vergelijking met nauwkeurige benchmarkcoördinaten. De herhaalbaarheid is min of meer zo groot als een Nieuw-Zeelandse munt van één dollar (diameter van 2,3 cm) in alle drie de dimensies. Krediet:Universiteit van Otago

"Al decenia, bouw, Engineering, kadastrale opmetingen en bewaking van aardbevingen waren afhankelijk van hoge kosten, 'dubbele frequentie', GPS-positionering om locatie-informatie op centimeterniveau te verkrijgen. De uitdaging is dat GPS-signalen, reizen van satellieten in een baan om de aarde naar ontvangers op de grond, onderweg worden verstoord, en dit genereert fouten en beperkende precisie. De traditionele oplossing is om GPS-signalen te combineren die op twee verschillende frequenties worden verzonden om de posities te verbeteren, maar de benodigde antennes en ontvangers waren duur, ver buiten het bereik van velen die baat zouden hebben bij de technologie, " zegt dr. Odolinski.

De nieuwe aanpak gebruikt slechts één van de twee frequenties, maar verzamelt gegevens van meer satellieten, voor wat een "multi-constellatie" GNSS-oplossing wordt genoemd. De extra gegevens (en slimme wiskunde) worden gebruikt om de posities te verbeteren zonder kosten toe te voegen.

Wat Dr. Odolinski en Prof Teunissen nu hebben aangetoond, is dat deze aanpak ook kan werken in smartphones, het produceren van concurrerende resultaten in vergelijking met dual-frequency GPS-oplossingen (Figuur 1).

Dr. Odolinski is van mening dat landen en industrieën van elke omvang kunnen profiteren van het gebruik van smartphones als GNSS-ontvangers, en is ervan overtuigd dat commerciële toepassing en ontwikkeling zullen voortkomen uit dit onderzoek.

"Deze aanzienlijke verlaging van de kosten bij het gebruik van smartphones kan het aantal ontvangers dat kan worden ingezet, vergroten. die een revolutie teweeg zal brengen in een reeks disciplines die positionering op centimeterniveau vereisen, inclusief nauwkeurige autonavigatie, landmeten, en geofysica (vervormingsmonitoring), om er een paar te noemen."