Onderzoekers van de TU Delft, Vrije Universiteit Amsterdam en VSL hebben een nieuw positioneringssysteem ontwikkeld dat GPS verslaat, met name in stedelijk gebied. Met het prototype van het systeem is een nauwkeurigheid van 10 centimeter behaald. De technologie is niet alleen bruikbaar voor een volgende generatie navigatiesystemen, maar tevens voor toepassingen als automatisch rijdende voertuigen, quantumcommunicatie en nieuwe mobiele netwerken. De resultaten van het onderzoek zijn op 16 november gepubliceerd in Nature.
Het systeem dat is ontwikkeld in het project SuperGPS bereikt een nauwkeurigheid van 10 centimeter, en kent niet de typische beperkingen van GPS (of de Europese variant Galileo) in bebouwd gebied, zoals blinde vlekken, signalen die op gebouwen weerkaatsen en uitval in tunnels en parkeergarages. “In stedelijke gebieden kan dit de betrouwbaarheid van GPS aantasten,” aldus Christiaan Tiberius van de TU Delft, coördinator van het project.
Mobiele netwerk in plaats van satellieten
Het projectdoel was een nieuw plaatsbepalingssysteem te ontwikkelen op basis van het mobiele netwerk in plaats van satellieten. Het alternatieve systeem moest bovendien robuuster en nauwkeuriger zijn dan GPS. De onderzoekers slaagden erin het telecommunicatienetwerk te transformeren in een zeer nauwkeurig alternatief voor GPS. Jeroen Koelemeij van Vrije Universiteit Amsterdam: “Het resultaat is een systeem dat de connectiviteit kan bieden van mobiele en Wi-Fi netwerken en tevens nauwkeurige plaats- en tijdinformatie zoals GPS.”
Atoomklok
Plaatsbepaling met een satellietsysteem werkt met een ontvanger van gps-pulses die satellieten met een tijdlabel uitzenden. De ontvanger registreert de aankomsttijd van de puls en kan met het tijdsverschil tussen zenden en ontvangen de afstand tot de satelliet berekenen. Doe je dat met drie of vier satellieten, dan heb je een vrij nauwkeurige plaatsbepaling. Maar het kan dus beter: nauwkeuriger en zonder de bekende verstoringen in stedelijk gebied.
Het systeem van het SuperGPS-project maakt gebruik van het bestaande glasvezelnetwerk en haalt de signalen met tijdlabel van 5G-masten, met een grotere bandbreedte. “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 deze technieken kunnen we het netwerk in een landelijke gedistribueerde atoomklok veranderen, met talloze nieuwe toepassingen zoals nauwkeurige plaatsbepaling.”
Bandbreedte betaalbaar houden
Universitair hoofddocent Gerard Janssen van de TU Delft legt uit welke oplossing is bedacht voor de niet geringe kosten van bandbreedte. “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 dus in feite maar een klein deel van het radiospectrum, en ze lijken ook meer op wat nu gebruikt wordt in mobiele netwerken.”
