GPS vás může vést přes město nebo celou zemi a navigovat na prašných cestách stejně snadno jako na šestiproudých superdálnicích. Ale jako každý, kdo je omylem vjet do jezera mohu vám říci, že GPS není dokonalé. Nemůže vás například udržet v určitém jízdním pruhu, vyhnout se blízkým autům ani vás svést dolů po výjezdové rampě. To je důvod, proč John Deere vybudoval lepší systém.
Obsah
- Jak Deere postavil lepší GPS
- Jak 5G hledá cestu
Ano, že John Deere.
Vidíte, systém GPS, který většina lidí zná, byl navržen v 70. letech minulého století a na to, čím je, je skutečně pozoruhodný. Síť 24 satelitů funguje víceméně nepřetržitě 27 let? Obletovat zeměkouli z mrazivých končin vesmíru – donekonečna se dívat a zdvořile podávat ruku? Zdarma? Báječné. Ale byl navržen tak, aby nahradil papírové mapy, které jen zřídka měří až na palec. Autonomní auta potřebují vědět nejen to, že jste na dálnici 61, ale také přesně kde jste (při rychlosti 75 mil za hodinu ne méně). Autonomní drony a traktory pro zemědělství podnítily renesanci venkova tzv precizní zemědělství — a k práci to vyžaduje přesnost.
Doporučená videa
Aby bylo možné přidat tuto úroveň detailů – a celkově přepracovat systém – výzkumníci pracovali na nahrazení stávající flotily satelitů novou iterací tzv. GPS III. Minulý týden to udělalo krok vpřed, když SpaceX konečně vznesl čtvrtý satelit do svého hvězdného lože. Je to dlouhý proces: publikoval Lockheed Martin stručná historie úsilí upgradovat systém GPS v roce 2012 a stále teprve začínáme. Celá věc má být dokončena v roce 2023 za cenu blížící se 6 miliardám dolarů.
Může to soukromý průmysl udělat lépe? Abychom získali vnitřní pohled na to, co by mohlo nahradit GPS, mluvili jsme se dvěma společnostmi, které jsou vedoucími a vyvíjejícími alternativy.
Jak Deere postavil lepší GPS
Než poukážeme na jeho nedostatky, mějme na paměti, že GPS je fantastický systém. Ve skutečnosti je těžké zamotat hlavu kolem ambicí a odvahy stávající satelitní konstelace. Představte si výzvy, které stojí za spuštěním přesné antény, která stojí několik set milionů babek a má tvar víceméně jako zmrzlinářský vůz Mister Softee. Aby byl čin dokončen, armáda jej udeřila do rakety, která spálí 2 700 liber kapalného kyslíku za za druhé, vymrštěním do vesmíru rychlostí 1 Mach… a poté jej jemně uvolníme na oběžnou dráhu asi 13 000 mil pryč. Pamatujte, že průměr samotné Země je pouhých 7 900 mil.
Nyní si představte algoritmy a výpočty nezbytné k tomu, aby se udržela na přesné oběžné dráze a nikdy nezasáhla ostatní satelity, neustále vysílá, baterie nikdy neselhávají, hodiny se sotva posouvají mimo synchronizaci, jak se měsíce mění v roky, a dostanete bod. Je to obrovský úspěch. Přesto to nestačí.
GPS je teoreticky přesná na 3 stopy, ale ve skutečnosti je to spíše 15 stop nebo tak – dost dobré na to, abyste se dostali do obchodu s potravinami, ale stěží přesné. Pokud jste například na zahradě zasadili dvě zděděná rajčata a nějaké okurky, je snadné vypěstovat si malou úrodu, aniž byste věděli, kam zaléváte. Pokud sázíte stovky akrů, drobné chyby telemetrie vás mohou zničit.
„Staré časy, kdy jsme celý den pracovali a táta možná skončí a dostane se domů k synovi nebo dceři? To je v podstatě hotovo,“ řekl pro Digital Trends Al Savage, manažer sítě StarFire ve společnosti John Deere. „Co zemědělci chtějí, je větší výnos. Přesnost, pokud jde o řádkovou výsadbu, postřik atd., abyste své plodiny nepřejížděli.“
Podle NASA (Ano, že NASA), když farmář křižuje pole a táhne za traktorem secí stroj, pluh nebo jiné zařízení, vytvořené řady se překrývají asi o 10 procent. To znamená, že významná část pole dostává dvojnásobek potřebného osiva, hnojiva a pesticidů a práce trvá déle, než je nutné. Dnešní traktory používají digitální polohovací systémy stejně jako vaše auto, ale vyžadují zcela jinou úroveň přesnosti. Takže s pomocí vesmírné agentury John Deere vybudoval lepší systém.
"Diferenciální GPS je to, co tomu říkají," řekl Savage. Pro získání podrobných údajů o poloze, které moderní farmáři potřebují, vybudovala společnost Deere řadu pozemních referenčních míst po celém světě. pro sběr druhé sady polohovacích dat, obrovské množství dat, které společnost přenáší a ukládá do dvou hlavních dat středisek. Tyto informace jsou přenášeny do sady geostacionárních satelitů provozovaných Inmarsatem (John Deere si na nich pronajímá prostor) a poté zpět do přijímače StarFire společnosti na místních tahačích – zpáteční cesta, která je delší než celosvětová, ale trvá přibližně stejně dlouho jako jedna dech.
„Mluvíte o 12, 13 000 mil a v některých případech o 20 000 mil. A to se stane za pět sekund, takže si dokážete představit, jak je to rychlé a kolik dat proudí,“ vysvětlil Savage. Doba, kterou potřebuje signál k cestě na Zemi ze satelitů GPS, v kombinaci s hodinami na oběžné dráze stále trochu nesynchronizovaný a signálový šum z elektricky nabitých částic v naší atmosféře způsobuje, že stávající GPS data nepřesná. Díky propojení satelitních dat s daty ze své pozemní sítě je Deere schopen triangulovat polohu mnohem přesněji.
„Když stříkáte, chcete být konkrétní, přesní. To vám umožní ušetřit za herbicidy, fungicidy, pesticidy a postřiky,“ poznamenává Savage.
Jak 5G hledá cestu
Pokud v dnešní době čtete nějaký technologický web, slyšeli jste ten humbuk 5G. Nová rychlá mobilní síť má řadu výhod, z nichž nejdůležitější je rychlost. Qualcomm prokázal maximální rychlost stahování přibližně 4,5 gigabitu za sekundu a průměrnou rychlost přenosu dat přibližně 1,4 gigabitu za sekundu. To je dostatečně rychlé na stažení dvouhodinového filmu za přibližně 17 sekund oproti přibližně 6 minutám u současného připojení 4G. Jinými slovy, nový 5G telefony budou asi 1000krát rychlejší než telefon, který máte aktuálně v kapse.
Ale v 5G je víc než jen telefony: Qualcomm je o tom přesvědčen
Málo diskutovaná část automobilových plánů Qualcommu zahrnuje vybudování systému pro odstranění problému s přesností GPS 3 až 15 stop. K tomu se společnost opřela o své stávající patentové portfolio; slučuje data ze stávajících satelitů globálního navigačního satelitního systému (včetně GPS, Evropský Galileo, ruský GLONASS, a další) s něčím nazvaným VEPPnebo přesné polohování se zlepšeným viděním. Qualcomm v podstatě plánuje použít snímky ze stávajících videokamer k určení přesné polohy vozu.
„Náklady na to nejsou astronomické,“ řekl pro Digital Trends Nakul Duggal, senior viceprezident produktového managementu společnosti Qualcomm. "Potřebujete v podstatě standardní kameru, jakou máte dnes... vše ostatní je něco, pro co již telematickou jednotku aktivujete."
Ale jde o to: CV2X je snem mezi technologickými společnostmi už léta, a i když to může být slibné, obsahuje také výzvy. Jednak je tu problém s nalezením šířky pásma: Regulátoři si rezervují kousek spektra na 5,9 GHz pro chatování mezi vozidly, ale regulační snahy posunout projekt kupředu doslova nikde. Jako Ajit Pai, předseda Federální komunikační komise (FCC) napsal minulý měsíc„Spektrum 5,9 GHz leželo příliš dlouho ladem. Poslední dvě desetiletí Američané čekali, až bude toto hlavní středopásmové spektrum uvedeno do provozu, a čas čekání je u konce.“
Ne, Američané se po tom nedožadovali, navzdory Paiinu vzteku; jen málo lidí si dvakrát rozmyslí rozdělení spektra mezi snídaní a postelí. Ale krok FCC z minulého měsíce k modernizaci pásma 5,9 GHz je pro C2VX dobrou zprávou. Přesto má 5G v autech před sebou ještě dlouhou cestu.
Přidejte k tomu pomalou časovou osu 5G, na které funguje. První
„5G bude opravdu užitečné, až se dostane k farmářům ve venkovských oblastech, ve vyšších zeměpisných šířkách – EU, Nizozemsko – myslím
Zde stojí za to zdůraznit jeden bod: GPS III, 5G a StarFire nejsou nutně konkurenční technologie. Žádná jednotlivá společnost nebo technologie nebude ovládnout tento prostor a učinit ostatní zastaralými, ani to nebude nutné. Je důležité si toho uvědomit
Do té doby? Vyhýbejte se jezerům a mějte obě ruce na volantu. Protože nová GPS je teprve na cestě – ale my tam můžeme jezdit jen tak rychle.
