美国学者开发10厘米精度的导航系统，比GPS更胜一筹

代尔夫特理工大学、阿姆斯特丹Vrije大学和VSL的研究人员开发了一种比GPS更可靠、更准确的替代定位系统，尤其是在城市环境中。演示这种新型移动网络基础设施的工作原型的精度达到了10厘米。这项新技术对于一系列基位置的应用的实施非常重要，包括自动驾驶、量子通信和下一代移动通信系统。研究结果今天发表在《自然》杂志上。

我们的许多重要基础设施依赖于全球导航卫星系统，如美国GPS和欧盟伽利略系统。然而，这些依赖卫星的系统有其局限性和脆弱性。他们的无线电信号在地球上接收时很弱，如果无线电信号被建筑物反射或阻挡，就不再可能准确定位。

“例如，这会使GPS在城市环境中变得不可靠，”代尔夫特理工大学的克里斯蒂安·提比里乌斯（Christiaan Tiberius）说，“如果我们想使用自动化车辆，这是一个问题。此外，公民和我们的当局实际上依赖GPS进行许多基于位置的应用和导航设备。此外，到目前为止，我们还没有备份系统。”

这个名为SuperGPS的项目的目的是开发一种替代定位系统，该系统利用移动电信网络而不是卫星，并且比GPS更可靠、更准确。阿姆斯特丹Vrije大学的Jeroen Koelemeij说：“我们意识到，通过一些尖端创新，电信网络可以转变为一个非常精确的替代定位系统，独立于GPS。我们已经成功并成功开发了一个系统，它可以像现有的移动和Wi-Fi网络一样提供连接，以及像GPS一样的精确定位和时间分布。”

原子钟

其中一项创新是将移动网络连接到一个非常精确的原子钟上，这样它就可以像GPS卫星借助其携带的原子钟一样，广播精确的定位信息。这些连接是通过现有的光纤网络进行的。

VSL的埃里克·迪里克斯说：“我们已经在研究通过电信网络向其他地方的用户分发原子钟产生的国家时间的技术。有了这些技术，我们可以将网络变成一个全国性的分布式原子钟，有了许多新的应用，例如通过移动网络进行非常精确的定位。有了我们现在演示的混合光无线系统，原则上任何人都可以无线访问VSL生产的国家时间。它基本上形成了一个非常精确的无线钟到十亿分之一秒。”

此外，该系统使用带宽比通常使用的带宽大得多的无线电信号。代尔夫特理工大学的杰拉德·詹森（Gerard Janssen）解释道：“建筑物会反射无线电信号，这可能会混淆导航设备。我们系统的大带宽有助于分辨这些令人困惑的信号反射，并提高定位精度。同时，无线电频谱内的带宽稀缺，因此成本高昂。我们通过使用分布在大虚拟带宽上的大量相关小带宽无线电信号来规避这一问题。这样做的好处是，实际使用的虚拟带宽只有很小的一部分，信号可能与移动电话的信号非常相似。”