Hitech logo

Идеи

Альтернатива GPS использует космические лучи для подводной и подземной навигации

TODO:
Георгий Голованов19 июня 2023 г., 11:51

Спутниковые системы навигации хорошо справляются с определением географических координат объектов на поверхности планеты, но в зданиях, под водой или под землей — куда не проникают сигналы спутников — GPS не работает. Японские инженеры разработали и протестировали альтернативную технологию, которая использует космические лучи для отслеживания движения внутри помещений с точностью до пары метров.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Системы GPS или ГЛОНАСС используют в качестве передатчиков несколько десятков спутников на орбитах Земли, а приемниками выступают персональные устройства, например, телефоны. Если приемник получает сигнал хотя бы от четырех спутников, он может определить свою относительную позицию с большой точностью. Однако горы, вода и стены затрудняют спутниковые сигналы, так что на глубине или под землей эта навигационная система перестает работать. Для таких ситуаций ученые из Токийского университета разработали технологию «мюонометрической» беспроводной навигации (MuWNS).

Ключевая особенность MuWNS в том, что она отслеживает сигналы, которые легко проходят сквозь твердые тела. Как ясно из названия, речь идет о мюонах, субатомных частицах, которые возникают из космических лучей и, попадая в атмосферу Земли, создают каскады вторичных частиц. Этот поток никогда не прекращается — по подсчетам, каждый квадратный метр поверхности нашей планеты ежеминутно бомбардируют примерно 10 000 мюонов, сообщает New Atlas.

Испытания технологии проходили в многоэтажке. В подвале здания инженеры поставили детектор мюонов, а на шестом этаже — четыре контрольных станции, отслеживающее местоположение этого детектора. Эти станции выступали в качестве GPS-спутников. Отслеживая траектории мюонов, определять координаты владельца карманного детектора можно было с высокой точностью.

Впрочем, нельзя сказать, что технология работает идеально. «Нынешняя точность MuWNS между 2 м и 25 м, в зависимости от глубины и скорости движения человека, — сказал профессор Хироюки Танака, руководитель исследовательской группы. — Это не хуже, если не лучше, чем одноточечное GPS-позиционирование в городской черте. Но это все еще далеко от практического применения. Людям нужна точность до одного метра, и ключ к ней — временная синхронизация». Возможно, эта задача решается с помощью атомных часов, встроенных в портативные устройства.

В прошлом году китайский автоконцерн Geely Holding Group объявил о б успешном запуске на низкую околоземную орбиту первой группировки из девяти собственных спутников. Аппараты будут использоваться для навигации полностью автономного транспорта — таким образом Geely выстраивает защищенную и независимую от зарубежных поставщиков инфраструктуру, которая ускорит коммерциализацию беспилотных машин.