GPS kan guide dig på tværs af byen eller på tværs af landet og navigere støvede bagveje lige så let som seks-sporede motorveje. Men som enhver, der er ved et uheld kørt i en sø kan fortælle dig, GPS er ikke perfekt. Den kan for eksempel ikke holde dig i en bestemt vognbane eller undvige nærliggende biler eller styre dig ned ad en frakørselsrampe. Derfor byggede John Deere et bedre system.
Indhold
- Hvordan Deere byggede en bedre GPS
- Hvordan 5G finder en vej
Ja, at John Deere.
Du kan se, GPS-systemet, de fleste kender til, blev designet i 1970'erne, og for hvad det er, er det virkelig bemærkelsesværdigt. Et netværk af 24 satellitter opererer mere eller mindre kontinuerligt i 27 år? At kredse rundt om kloden fra rummets kolde områder - uendeligt se og høfligt give en hånd med? Gratis? Vidunderlig. Men det var designet til at erstatte papirkort, som sjældent måler ned til tommelen. Autonome biler skal ikke bare vide, at du er på Highway 61, men Nemlig hvor du er (med 75 miles i timen ikke mindre). Autonome droner og traktorer til landbrug har givet næring til en renæssance på landet kaldet
præcisionslandbrug — og at arbejde, det kræver præcision.Anbefalede videoer
For at tilføje det detaljeringsniveau - og overhale systemet generelt - har forskere arbejdet på at erstatte den eksisterende flåde af satellitter med en ny iteration kaldet GPS III. Det tog et skridt fremad i sidste uge, da SpaceX endelig hev en fjerde satellit ind i sin stjerneklare seng. Det er en lang proces: Lockheed Martin udgav en kort historie af indsatsen for at opgradere GPS-systemet i 2012, og vi er stadig lige i gang. Det hele formodes at være færdigt i 2023 til en pris, der lukker på 6 milliarder dollars.
Kan den private industri gøre det bedre? For at få et indblik i, hvad der kan erstatte GPS, talte vi med to virksomheder, der leder anklagen og udvikler alternativer.
Hvordan Deere byggede en bedre GPS
Før vi påpeger dens fejl, lad os huske på, at GPS er et fantastisk system. Det er faktisk svært at pakke hovedet rundt om ambitionen og frækheden i den eksisterende satellitkonstellation. Forestil dig udfordringerne bag at lancere en præcisionsantenne, der koster et par hundrede millioner kroner og er formet mere eller mindre som en Mister Softee isbil. For at fuldføre gerningen slår militæret den på en raket, der forbrænder 2.700 pund flydende ilt pr. sekund, slynge den ud i rummet ved Mach 1... og derefter forsigtigt sætter den fri i kredsløb omkring 13.000 miles væk. Husk, at selve jordens diameter kun er 7.900 miles.
Forestil dig nu de algoritmer og beregninger, der er nødvendige for at holde den i en præcis bane, uden at ramme de andre satellitter, sender konstant, batterier svigter aldrig, ure kører næsten ikke ud af synkronisering, når månederne bliver til år, og du får pointen. Det er en kæmpe præstation. Alligevel er det ikke nok.
GPS er nøjagtig inden for 3 fod, i teorien, men i virkeligheden er den mere som 15 fod eller deromkring - god nok til at få dig til købmanden, men næppe præcis. For eksempel, hvis du har plantet to arvestykkestomater og nogle agurker i din baghave, er det nemt at dyrke din lille høst uden nogen fornemmelse af, hvor du vander. Hvis du planter hundredvis af acres, kan små telemetrifejl ødelægge dig.
”De gamle dage med at arbejde hele dagen, og måske bliver far færdig og kommer hjem til sønnen eller datteren? Det er stort set gjort, siger Al Savage, StarFire Network manager hos John Deere, til Digital Trends. »Det, landmændene ønsker, er mere udbytte. Nøjagtighed i forhold til rækkeplantning, sprøjtning osv., så du ikke løber over dine afgrøder."
Ifølge NASA (Ja, at NASA), når en landmand krydser en mark og trækker en såmaskine, plov eller andet udstyr bag en traktor, overlapper rækkerne, der oprettes, med omkring 10 procent. Det betyder, at en betydelig del af marken modtager det dobbelte af det nødvendige frø, gødning og pesticid, og arbejdet tager længere tid end nødvendigt. Dagens traktorer bruger digitale positioneringssystemer ligesom din bil, men kræver et helt andet niveau af nøjagtighed. Så med hjælp fra rumfartsorganisationen byggede John Deere et bedre system.
"Differentiel GPS er, hvad de kalder det," sagde Savage. For at få de detaljerede positioneringsdata, moderne landmænd har brug for, byggede Deere en række jordbaserede referencesteder rundt om i verden at indsamle et andet sæt positionsdata, en stor mængde data, virksomheden transmitterer og lagre i to hoveddata centre. Denne information sendes til et sæt geostationære satellitter drevet af Inmarsat (John Deere lejer plads på dem), og sendes derefter tilbage til virksomhedens StarFire-modtagere på lokale traktorer - en tur-retur, der er længere end at spænde over hele kloden, men som tager omtrent lige så lang tid som en enkelt åndedrag.
"Du taler om 12, 13.000 miles og i nogle tilfælde 20.000 miles. Og dette sker på fem sekunder, så du kan forestille dig, hvor hurtigt det er, og hvor meget data der flyder,” forklarede Savage. Den tid, det tager et signal at rejse til Jorden fra GPS-satellitterne, kombineret med ure i kredsløbsdrift altid lidt ude af synkronisering og signalstøj fra elektrisk ladede partikler i vores atmosfære, gør eksisterende GPS data upræcise. Ved at blande satellitdataene med data fra sit jordbaserede netværk er Deere i stand til at triangulere placering langt mere præcist.
"Når du sprøjter, vil du gerne være specifik, præcis. Det giver dig mulighed for at spare på herbicider, fungicider, pesticider og sprøjtemidler,” bemærker Savage.
Hvordan 5G finder en vej
Hvis du læser et teknologiwebsted i disse dage, har du hørt hypen rundt omkring 5G. Der er en række fordele ved det hurtige nye mobilnetværk, hvoraf den vigtigste er hastighed. Qualcomm har demonstreret maksimale downloadhastigheder på omkring 4,5 gigabit per sekund og gennemsnitlige dataoverførselshastigheder på omkring 1,4 gigabit per sekund. Det er hurtigt nok til at downloade en to-timers film på omkring 17 sekunder, mod omkring 6 minutter for en aktuel 4G-forbindelse. Med andre ord ny 5G telefoner vil være omkring 1.000 gange hurtigere end telefonen i øjeblikket i din lomme.
Men der er mere til 5G end telefoner: Qualcomm er overbevist om det
En lidt diskuteret del af Qualcomms bilplaner involverer at bygge et system til at eliminere GPS' 3-til-15 fods præcisionsproblem. For at gøre dette lænede virksomheden sig op af sin eksisterende patentportefølje; den fletter data fra eksisterende Global Navigation Satellite System-satellitter (inklusive GPS, Europas Galileo, Ruslands GLONASS, og mere) med noget der hedder VEPP, eller synsforstærket præcis positionering. I det væsentlige planlægger Qualcomm at bruge billeder fra eksisterende videokameraer til at lokalisere en bils præcise placering.
"Omkostningerne ved at gøre dette er ikke astronomiske," sagde Nakul Duggal, senior vicepræsident for produktledelse for Qualcomm, til Digital Trends. "Du har grundlæggende brug for et standardkamera, som du har i dag... alt andet er noget, du allerede aktiverer telematikenheden til."
Men her er sagen: CV2X har været en drøm blandt teknologivirksomheder i årevis, og selvom det kan holde lovende, rummer det også udfordringer. For det første er der spørgsmålet om at finde båndbredden: Regulatorer har reserveret et stykke spektrum på 5,9 GHz til bil-til-køretøj-snak, men regulatoriske bestræbelser på at få projektet fremad er gået bogstaveligt ingen steder. Som Ajit Pai, formand for Federal Communications Commission (FCC) skrev i sidste måned, "5,9 GHz-spektrum har ligget brak alt for længe. I de sidste to årtier har det amerikanske folk ventet på, at dette førsteklasses mellembåndsspektrum blev taget i brug, og ventetiden er forbi."
Nej, American's har ikke råbt efter dette, på trods af Pais blaster; få mennesker tænker to gange over frekvensfordelingen mellem morgenmad og seng. Men FCC's træk i sidste måned for at modernisere 5,9 GHz-båndet er gode nyheder for C2VX. Alligevel har 5G i biler lang vej at gå.
Læg dertil den sløje tidslinje 5G har været i drift på. Den første
"5G vil være rigtig nyttigt, når det kommer til landmænd i landdistrikter, på højere breddegrader - EU, Holland - tror jeg
Det er værd at understrege et punkt her: GPS III, 5G og StarFire er ikke nødvendigvis konkurrerende teknologier. Ingen enkelt virksomhed eller teknologi kommer til at dominere dette rum og gøre de andre forældede, og det behøver den heller ikke. Det er vigtigt at bemærke det
Indtil da? Undgå søerne og hold begge hænder på rattet. Fordi en ny GPS er lige på vej - men vi kan kun køre dertil så hurtigt.
