سیگنال های موقعیت یاب ، نسل جدید سیستم های مکان یابی

سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) یک ابزار بسیار مفید است، البته تا زمانی که در یک موقعیت پیچیده و سربسته قرار نگرفته‌ایم؛ اگرچه این برای خودروهای معمولی خبر بدی است، اما برای وسایل نقلیه خودران بسیار فاجعه‌آمیز است. بنابراین محققان در دانشگاه کالیفرنیای آمریکا در حال طراحی و توسعه سیستمی در سطح آزمایشگاهی هستند که با استفاده از سیگنال‌های رادیویی ثانویه -از سیستم های تلفن همراه تا شبکه های وایرلس را شامل می شوند- کار می کند. نام این سیستم، سیگنال های موقعیت یاب (Signals of Opportunity= SOP) است.

در واقع سیگنال های موقعیت یاب (Signals of Opportunity= SOP)، تکمیل‌کننده سیستم‌های GPS است و حتی می‌توانند به طور مستقل نیز عمل کنند. سازندگان آن ادعا کرده‌اند که این سیستم کاملا مطمئن، فراگیر و ضد دستکاری و خرابکاری است.

عملکرد ضعیف GPS در مقابل سیگنال های موقعیت یاب (SOP)

در حال حاضر دو سیستم جهانی مکان یابی با استفاده از ماهواره وجود دارد: یکی GPS متعلق به ایالات متحده و دیگری GLONASS متعلق به کشور روسیه است. سیستم «گالیله» متعلق به اتحادیه اروپا نیز در سال‌های آینده به کار خواهد افتاد؛ همچنین سیستم چینی بایدو در سال 2020 میلادی برای استفاده جهانی قابل بهره‌برداری خواهد بود.

این سیستم‌ها تحولی عظیم در مکان‌یابی، نقشه‌برداری و هزاران زمینه دیگر ایجاد کردند، اما GPS و سیستم‌های مرتبط با آن درحال حاضر دیگر کیفیت مطلوبی ندارند. به طور طبیعی سیگنال‌های GPS ضعیف هستند و مکان‌های حدس‌زده‌شده باید توسط چندین ماهواره تایید شوند، بنابراین این سیستم کارایی لازم در نواحی مرتفع یا کوه‌ها را ندارد. بعلاوه سیگنال‌های GPS به دلیل عملکرد ضعیف در سیستم رمزنگاری و سایر موارد حفاظتی، به راحتی قابل دستکاری هستند. همچنین می‌توان بر روی این سیستم پارازیت ارسال کرد؛ گاهی اوقات خود سیستم نیز دچار اخلال و پارازیت می شود.

در محافل نظامی سیستم‌های مکمل مختلفی استفاده می شوند؛ نوعی سیستم با نام «سیستم موقعیت یاب لَخت» (INS) وجود دارد و در هرجایی -از زیردریایی گرفته تا پای سربازان- از آن استفاده می شود و با استفاده از شتاب‌سنج‌ها و قطب‌نما‌ها موقعیت قبلی یافته شده توسط GPS را تصحیح می کند؛ اما فقط برای مدت زمانی محدودی این سیستم کارایی دارد و بعد از حرکت کردن تجهیزات و یا نفرات، این سیستم پاسخ‌گو نخواهد بود.

علیرغم آن‌که قرار بود GPS دقیق‌تر شود، اما حتی ترکیب GPS و INS هم کارایی لازم برای استفاده در خودروهای خودران و پهپادها را ندارد. همچنین طراحان نظر خود را در مورد استفاده از رادار، LIDAR، دوربین‌ها و دیگر سنسورها برای برطرف نمودن نواقص این سیستم تغییر داده‌اند.

به عنوان یک گزینه دیگر تیم UCR در حال توسعه یک سیستم برپایه‌ی سیگنال های موقعیت یاب (SOP) هستند که این سیگنال‌ها فرستنده‌های رادیویی شامل شبکه وای فای، دکل‌های تلفن همراه، ایستگاه‌های رادیو و تلویزیون و سیگنال‌های ماهواره‌ایِ غیر مکان‌یابی هستند. شیوه عملکرد این سیستم کمی شبیه GPS گوشی‌های هوشمند است که با استفاده از وای فای و سیگنال‌های موبایلی، موقعیت افراد را پیدا می کند. مبنای کار این سیستم بدین صورت است که از سیگنال‌های رادیویی پراکنده در محیط استفاده می کند و از این طریق باعث بهبود دقت و صحت GPS می شوند. این سیستم برای مواقعی که GPS ضعیف است، بسیار کاربردی و مفید خواهد بود.

این تیم برای دست‌یابی به این فناوری، یک تجزیه و تحلیل نظری بر روی سیگنال های موقعیت یاب (sop) انجام داد. آنها یک نرم افزار رادیویی ساختند که می تواند از اطلاعات زمانی و مکانیِ SOP استفاده نماید. آن‌ها قبل از اینکه سیستم SOP را بر روی خودروها و پهپادها استفاده نمایند الگوریتم‌های موقعیت یابی را ابداع کردند. جای بسی امیدواری است که با این پیشرفت‌ها در زمینه موقعیت یابی، خودروهای خودران کاملا ایمن و کاربردی شوند.

آقای کساس (Kassas) -رئیس تیم تحقیقاتی در دانشگاه کالیفرنیا- در این زمینه می‌گوید:

خودروهای خودران حتما باعث تغییر و تحول عظیم فرهنگی-اجتماعی خواهند شد.

همچنین وی می‌گوید:

تیم ما چالش‌های مرتبط با خودروهای خودران از جمله کاربردی بودن، داشتن صرفه اقتصادی و ایمنی و اطمینان را به دقت زیر ذره‌بین دارد و در جهت رسیدن به آنها اقدام می کند. هدف عمده‌ی ما عملکرد درست و مناسب خودروهای خودران بدون دخالت داشتن هیچ فردی در آن‌هاست. از کاربردهای سیستم سیگنال‌ های موقعیت یاب (SOP) و در واقع خودروهای خودران، می‌توان به زمینه‌های مختلفی همچون تحقیق و جستجو، نقشه‌برداری، کشاورزی، آتش‌نشانی هوایی، ارسال بسته‌های پستی و نقل و انتقالات و … اشاره کرد.