Dr Robert Odolinski, konfigurera en smartphone för att samla in multi-GNSS-data. Kredit:University of Otago
Noggrannheten hos det globala positioneringssystemet (GPS) i smartphones har förbättrats avsevärt tack vare forskning utförd vid University of Otago, Nya Zeeland, i samarbete med Curtin University, Australien.
Har du någonsin märkt att GPS-platsen på din smartphone inte är så smart? Till exempel, din smartphone påstår att du är i ankdammen när du i själva verket är på andra sidan parken och inte ens kan se ankdammen? Denna nya forskning utförd vid University of Otago, och nyligen publicerad i den internationella Journal of Geodesy, är på väg att ändra på det.
Genom att kombinera signaler från fyra olika Global Navigation Satellite Systems (GNSS), Otagos Dr. Robert Odolinski och Curtin University-kollegan Prof Peter Teunissen, har visat att det är möjligt att uppnå exakt positionering på centimeter(cm)-nivå på en smartphone.
"Allt beror på matematiken vi tillämpade för att få ut det mesta av den relativt lågkostnadsteknologi som smartphones använder för att ta emot GNSS-signaler, kombinerar data från amerikanska, kinesiska, japanska, och europeisk GNSS. Vi tror att denna nya förmåga kommer att revolutionera applikationer som kräver positionering på cm-nivå, " säger Dr. Odolinski.
Han säger att för att förstå den nya tekniken, en tillbakablick på det historiska vetenskapliga sammanhanget behövs.
Figur 1. Exakt positionering på centimeternivå på en smartphone under 24 timmar i Dunedin, Nya Zeeland. Blå prickar visar repeterbarhet för en epokdata i jämförelse med exakta benchmarkkoordinater. Repeterbarheten är mer eller mindre lika stor som ett nyzeeländskt endollarsmynt (diameter 2,3 cm) i alla tre dimensionerna. Kredit:University of Otago
"I årtionden, konstruktion, teknik, matrikelmätning och jordbävningsövervakning har förlitat sig på höga kostnader, 'dubbelfrekvens', GPS-positionering för att få platsinformation på centimeternivå. Utmaningen är att GPS-signaler, färdas från satelliter som kretsar runt jorden till mottagare på marken, störs på vägen, och detta genererar fel och begränsande precision. Den traditionella lösningen är att kombinera GPS-signaler som skickas med två olika frekvenser för att förbättra positionerna, men de antenner och mottagare som krävdes har varit dyra, långt utom räckhåll för många som skulle dra nytta av tekniken, " säger Dr Odolinski.
Den nya metoden använder bara en av två frekvenser men samlar in data från fler satelliter, för vad som kallas en "multi-konstellation" GNSS-lösning. Extra data (och smart matematik) används för att förbättra positionerna utan att lägga till kostnader.
Vad Dr. Odolinski och Prof Teunissen nu har visat är att detta tillvägagångssätt kan fungera även i smartphones, ger konkurrenskraftiga resultat jämfört med GPS-lösningar med dubbla frekvenser (Figur 1).
Dr. Odolinski tror att länder och industrier av alla storlekar kan dra nytta av att använda smartphones som GNSS-mottagare, och är övertygad om att kommersiell tillämpning och utveckling kommer att leda vidare från denna forskning.
"Denna betydande kostnadsminskning när du använder smartphones kan öka antalet mottagare som kan användas, som kommer att revolutionera en rad discipliner som kräver positionering på centimeternivå, inklusive exakt bilnavigering, undersökande, och geofysik (deformationsövervakning), för att nämna några."
