Onderzoekers hebben een alternatief plaatsbepalingssysteem ontwikkeld. Volgens de betrokkenen onderzoekers van de TU Delft, Vrije Universiteit Amsterdam en het Nederlands Metrologisch Instituut VSL (Van Swinden Laboratorium) is dat SuperGPS, zoals de naam luidt, robuuster en nauwkeuriger dan gps. Dat geldt met name in bebouwd gebied. In plaats van satellieten wordt een nieuw ontwikkeld mobiel netwerk gebruikt en is tot tien centimeter nauwkeurig te navigeren.
Bij gps via satellieten varieert die nauwkeurigheid, afhankelijk van het gebruikte systeem en de omgeving, van enkele tientallen meters tot ongeveer een meter. De resultaten van het onderzoeksproject zijn gepubliceerd in het gerenommeerde wetenschapsweekblad Nature. ‘De technologie is van belang voor tijd- en locatie-afhankelijke toepassingen, zoals automatisch rijdende voertuigen, quantumcommunicatie en de volgende generatie mobiele netwerken’, meldt de TU Delft.
Op dit moment zijn veel navigatietoepassingen binnen de vitale infrastructuur afhankelijk van satellietnavigatiesystemen zoals het Amerikaanse gps en het Europese Galileo. Volgens de onderzoekers kennen deze systemen echter beperkingen en kwetsbaarheden. Zo zijn de ontvangen radiosignalen zwak en wordt de plaatsbepaling onnauwkeurig wanneer de radiosignalen door gebouwen worden gereflecteerd of geblokkeerd. Christiaan Tiberius, projectcoördinator van de TU Delft, licht toe: ‘In stedelijke gebieden kan dit de betrouwbaarheid van gps aantasten. Dat kan een probleem zijn voor bijvoorbeeld automatisch rijdende voertuigen.’ Hij wijst erop dat ook burgers en autoriteiten voor heel veel toepassingen afhankelijk zijn van satellietnavigatiesystemen. Ook zou het nieuwe systeem in de toekomst als backup voor gps kunnen fungeren.
Alternatief voor gps
Het doel van het SuperGPS-project is om een alternatief plaatsbepalingssysteem te ontwikkelen op basis van het mobiele netwerk in plaats van satellieten ‘We realiseerden ons dat we met een paar slimme innovaties het telecommunicatienetwerk konden transformeren in een zeer nauwkeurig alternatief voor gps’, legt Jeroen Koelemeij van Vrije Universiteit Amsterdam uit. ‘Daarin zijn we nu geslaagd, met als resultaat dat we nu een systeem hebben dat connectiviteit kan bieden zoals mobiele en wifi-netwerken en tevens nauwkeurige plaats- en tijdinformatie zoals gps.’
Eén van de gekozen innovaties is het gebruik van radiosignalen met een veel grotere bandbreedte dan gebruikelijk. ‘Gebouwen reflecteren radiosignalen, waardoor navigatie-ontvangers in de war kunnen raken. De grote bandbreedte helpt deze verwarrende reflecties te herkennen, waardoor de plaatsnauwkeurigheid kan worden verhoogd’, deelt Gerard Janssen van de TU Delft. ‘Tegelijkertijd is bandbreedte in het radiospectrum schaars en daardoor duur. Dat omzeilen we door middel van signalen in een aantal smallere bandbreedtes, verspreid over een grote ‘virtuele’ bandbreedte. De signalen gebruiken in feite maar een klein deel van het radiospectrum, en ze lijken veel op wat nu gebruikt wordt in mobiele netwerken.’
Atoomklok
Een andere innovatie binnen het project is het aansluiten van een atoomklok op het mobiele netwerk. Zo kunnen perfect getimede berichten voor plaatsbepaling verstuurd worden. Daarbij is gekeken naar gps, dat met behulp van atoomklokken in satellieten werkt. Voor de toepassing in het prototype van het plaatsbepalingssysteem wordt via een mobiel netwerk gebruik gemaakt van glasvezelnetwerken.
‘We werkten al aan nieuwe technieken om de nationale tijd van onze atoomklokken via het telecommunicatienetwerk te verspreiden naar gebruikers elders’, vertelt Erik Dierikx van VSL. Met die technieken kunnen de onderzoekers het netwerk in een landelijke gedistribueerde atoomklok veranderen. Daardoor zijn allerlei nieuwe toepassingen mogelijk, zoals nauwkeurige plaatsbepaling. Dierikx stelt dat met het hybride glasvezel-draadloze systeem dat is ontwikkeld in principe iedereen toegang kan krijgen tot die atoomtijd. ‘Het biedt een extreem nauwkeurige radioklok die tot op een miljardste van een seconde gelijk loopt.’
Op de website van SuperGPS delen de onderzoekers meer details. TU Delft schreef eerder een artikel over het veldwerk dat nodig was om tot een werkend prototype te komen.
