Sortir d’un parking dans une ville inconnue est toujours excitant. Le planificateur d’itinéraire fonctionne-t-il ou choisit-il un côté au hasard, en attendant un signal GPS ? Dans les environnements urbains, les bâtiments bloquent ou réfléchissent parfois le signal GPS, ce qui entraîne un positionnement imprécis. C’est un problème croissant, maintenant que la voiture autonome approche lentement et que de plus en plus d’appareils sont ajoutés et nécessitent une localisation précise.
Le positionnement via le signal des réseaux de téléphonie sans fil permet plus de précision. À propos de ça de publier des chercheurs de l’Université VU d’Amsterdam, de la TU Delft et de l’institut de métrologie VSL dans une revue scientifique jeudi La nature. Parce que les émetteurs sont connectés à une horloge atomique centrale, le système qu’ils ont développé est précis à dix centimètres. Cela évite également les problèmes de réflexion. Le système est conçu de manière à pouvoir être intégré dans l’infrastructure 5G existante.
Des milliards d’appareils
« Le GPS par satellite est un système fantastique, mais il a été conçu dans les années 1960 pour les militaires, pour une utilisation dans des endroits reculés », explique Christian Tiberius de l’Université de technologie de Delft, l’un des auteurs de la La nature-étude. « Il n’a jamais été envisagé que des milliards d’appareils aient désormais des récepteurs GPS. La plupart de ces appareils sont situés dans des zones bâties, et c’est précisément là que le GPS a des limites.
Le nouveau système fonctionne de manière similaire au GPS existant. Le récepteur recherche les signaux de quatre émetteurs – dans le cas du GPS quatre satellites, dans le cas du nouveau système quatre émetteurs mobiles. Ils envoient toujours une impulsion de signaux radio en même temps. Les signaux n’atteignent pas le récepteur en même temps, car un émetteur est plus éloigné du récepteur que l’autre. Sur la base de la différence d’heure d’arrivée des impulsions, le récepteur calcule où il se trouve.
Crucial pour la précision, c’est que le signal part partout en même temps. Cela se fait avec une horloge atomique « Chaque satellite GPS a sa propre horloge atomique, qui a été réglée aussi près que possible, mais ils peuvent être désynchronisés de quelques nanosecondes », explique Jeroen Koelemeij de l’Université VU d’Amsterdam, premier auteur de la La nature-rechercher. « Nous utilisons une horloge atomique centrale, à laquelle tous les émetteurs sont connectés via un câble à fibre optique. Cela signifie que notre système est synchronisé avec précision au dixième de nanoseconde.
En utilisant des impulsions dix fois plus courtes que les impulsions GPS des satellites, le nouveau système est également moins affecté par la réflexion des bâtiments. Les impulsions satellites peuvent se chevaucher en raison de la réflexion, ce qui les rend difficiles à distinguer pour le récepteur. Les impulsions plus courtes se chevauchent beaucoup moins. L’horloge atomique centrale et la réduction du problème de réflexion garantissent que l’emplacement peut être déterminé avec une précision de 10 centimètres.
Un câble est déjà là
« Nous l’avons maintenant testé avec notre propre équipement à Delft, mais notre système peut être utilisé dans l’infrastructure existante avec peu d’efforts », déclare Koelemeij. «Nous avons pensé que c’était très important car si tout doit être construit à neuf, le seuil pour le mettre en œuvre est élevé. Un câble à fibre optique séparé pour connecter les émetteurs à l’horloge atomique n’est pas non plus nécessaire, car il existe déjà un câble vers tous les mâts d’émetteur.
« Le fait qu’une telle précision soit obtenue avec l’équipement existant est impressionnant », écrivent Hui Chen et Henk Wymeersch de l’Université Chalmers de Göteborg, en Suède, commentant l’étude, également publiée aujourd’hui dans La nature apparaît. « Ce système rapproche les villes intelligentes. Avec des maisons qui anticipent le retour de leurs résidents et des drones qui livrent des colis aux destinataires qui sont en route.