GPS kann Sie durch die Stadt oder über das Land führen und so problemlos durch staubige Nebenstraßen navigieren wie durch sechsspurige Autobahnen. Aber wie jeder, der es ist versehentlich in einen See gefahren Ich kann Ihnen sagen, GPS ist nicht perfekt. Es kann Sie beispielsweise nicht auf einer bestimmten Spur halten, in der Nähe befindlichen Autos ausweichen oder Sie eine Ausfahrt hinunterlenken. Deshalb hat John Deere ein besseres System entwickelt.
Inhalt
- Wie Deere ein besseres GPS baute
- Wie 5G seinen Weg findet
Ja, Das John Deere.
Wissen Sie, das GPS-System, das den meisten Menschen bekannt ist, wurde in den 1970er Jahren entwickelt, und für das, was es ist, ist es wirklich bemerkenswert. Ein Netzwerk aus 24 Satelliten 27 Jahre lang mehr oder weniger ununterbrochen im Einsatz? Aus den kalten Weiten des Weltalls um die Welt kreisen – endlos zuschauen und höflich mithelfen? Kostenlos? Wunderbar. Aber es wurde entwickelt, um Papierkarten zu ersetzen, die selten auf den Zoll genau messen. Autonome Autos müssen nicht nur wissen, dass Sie sich auf dem Highway 61 befinden, sondern auch
genau wo Sie sind (bei 75 Meilen pro Stunde nicht weniger). Autonome Drohnen und Traktoren für die Landwirtschaft haben eine Renaissance des ländlichen Raums angeheizt Präzisionslandwirtschaft – und um zu funktionieren, ist es erforderlich Präzision.Empfohlene Videos
Um diesen Detaillierungsgrad zu erhöhen und das System im Allgemeinen zu überarbeiten, haben Forscher daran gearbeitet, die bestehende Satellitenflotte durch eine neue Iteration mit dem Namen zu ersetzen GPS III. Letzte Woche machte es einen Schritt nach vorne, als SpaceX endlich einen vierten Satelliten in sein Sternenbett hievte. Es ist ein langer Prozess: Lockheed Martin veröffentlicht eine kurze Geschichte Wir haben 2012 mit den Bemühungen begonnen, das GPS-System zu aktualisieren, und wir stehen noch ganz am Anfang. Das Ganze soll 2023 abgeschlossen sein, die Kosten belaufen sich auf rund 6 Milliarden US-Dollar.
Kann die Privatwirtschaft es besser machen? Um einen Einblick zu bekommen, was GPS ersetzen könnte, haben wir mit zwei Unternehmen gesprochen, die an der Spitze stehen und Alternativen entwickeln.
Wie Deere ein besseres GPS baute
Bevor wir auf seine Mängel hinweisen, sollten wir bedenken, dass GPS ein fantastisches System ist. Tatsächlich ist es schwer, sich den Ehrgeiz und die Kühnheit der bestehenden Satellitenkonstellation vorzustellen. Stellen Sie sich die Herausforderungen vor, die hinter der Einführung einer Präzisionsantenne stehen, die ein paar hundert Millionen Dollar kostet und mehr oder weniger wie ein Eiswagen von Mister Softee geformt ist. Um die Tat zu vollenden, setzt das Militär eine Rakete ein, die 2.700 Pfund flüssigen Sauerstoff pro Sekunde verbrennt Zweitens schleudert man es mit Mach 1 in den Weltraum … und setzt es dann sanft in eine etwa 21.000 Meilen entfernte Umlaufbahn frei weg. Denken Sie daran, dass der Durchmesser der Erde selbst nur 7.900 Meilen beträgt.
Stellen Sie sich nun die Algorithmen und Berechnungen vor, die notwendig sind, um ihn auf einer präzisen Umlaufbahn zu halten und niemals die anderen Satelliten zu treffen. Sie sendet ständig, die Batterien versagen nie, die Uhren geraten kaum aus der Synchronisierung, wenn die Monate zu Jahren werden, und Sie werden es bekommen Der Punkt. Es ist eine enorme Leistung. Dennoch reicht es nicht aus.
Theoretisch ist das GPS auf 3 Fuß genau, aber in Wirklichkeit sind es eher 15 Fuß oder so – gut genug, um Sie zum Lebensmittelgeschäft zu bringen, aber kaum präzise. Wenn Sie beispielsweise zwei alte Tomaten und einige Gurken in Ihrem Garten gepflanzt haben, ist es einfach, Ihre kleine Ernte anzubauen, ohne zu wissen, wo Sie gießen. Wenn Sie Hunderte von Hektar bepflanzen, können winzige Telemetriefehler Sie ruinieren.
„Die alten Zeiten, in denen man den ganzen Tag gearbeitet hat und vielleicht hat Papa seine Arbeit erledigt und kommt nach Hause zu seinem Sohn oder seiner Tochter? Das ist so gut wie erledigt“, sagte Al Savage, StarFire Network Manager bei John Deere, gegenüber Digital Trends. „Was Landwirte wollen, ist mehr Ertrag. Genauigkeit beim Reihensäen, Besprühen usw., damit Sie Ihre Pflanzen nicht überfahren.“
Laut NASA (Ja, Das NASA): Wenn ein Landwirt ein Feld kreuz und quer überquert und eine Sämaschine, einen Pflug oder andere Geräte hinter einem Traktor herzieht, überlappen sich die erzeugten Reihen um etwa 10 Prozent. Dies bedeutet, dass ein erheblicher Teil des Feldes doppelt so viel Saatgut, Dünger und Pestizide erhält und die Arbeit länger als nötig dauert. Heutige Traktoren verwenden digitale Positionierungssysteme genau wie Ihr Auto, erfordern jedoch ein ganz anderes Maß an Genauigkeit. Mit Hilfe der Raumfahrtbehörde baute John Deere ein besseres System.
„Differenzielles GPS nennt man das“, sagte Savage. Um die detaillierten Positionierungsdaten zu erhalten, die moderne Landwirte benötigen, hat Deere eine Reihe bodengestützter Referenzstandorte rund um den Globus aufgebaut Um einen zweiten Satz von Positionsdaten zu sammeln, überträgt das Unternehmen eine große Datenmenge und speichert sie in zwei Hauptdaten Zentren. Diese Informationen werden an eine Reihe geostationärer Satelliten gesendet, die von Inmarsat betrieben werden (John Deere mietet Platz auf ihnen) und dann zurück nach unten gesendet Die StarFire-Empfänger des Unternehmens auf lokalen Traktoren – eine Hin- und Rückfahrt, die länger ist als eine Weltumrundung, aber ungefähr so lange dauert wie eine Einzelreise Atem.
„Sie sprechen von 12, 13.000 Meilen und in einigen Fällen von 20.000 Meilen. Und das geschieht in fünf Sekunden. Sie können sich also vorstellen, wie schnell es geht und wie viele Daten fließen“, erklärte Savage. Die Zeit, die ein Signal benötigt, um von den GPS-Satelliten zur Erde zu gelangen, kombiniert mit der Drift der Uhren im Orbit Das vorhandene GPS ist leicht asynchron und verursacht Signalrauschen durch elektrisch geladene Teilchen in unserer Atmosphäre Daten ungenau. Durch die Verknüpfung der Satellitendaten mit Daten aus seinem terrestrischen Netzwerk ist Deere in der Lage, den Standort weitaus genauer zu triangulieren.
„Wenn Sie sprühen, möchten Sie spezifisch und präzise sein. Dadurch können Sie Herbizide, Fungizide, Pestizide und Sprays einsparen“, bemerkt Savage.
Wie 5G seinen Weg findet
Wenn Sie heutzutage eine Technologieseite lesen, haben Sie den Hype gehört 5G. Das schnelle neue Mobilfunknetz bietet eine Reihe von Vorteilen, allen voran die Geschwindigkeit. Qualcomm hat maximale Download-Geschwindigkeiten von etwa 4,5 Gigabit pro Sekunde und durchschnittliche Datenübertragungsgeschwindigkeiten von etwa 1,4 Gigabit pro Sekunde nachgewiesen. Das ist schnell genug, um einen zweistündigen Film in etwa 17 Sekunden herunterzuladen, im Vergleich zu etwa 6 Minuten bei einer aktuellen 4G-Verbindung. Mit anderen Worten: neu 5G Mobiltelefone werden etwa 1.000-mal schneller sein als das Telefon, das Sie derzeit in Ihrer Tasche haben.
Aber hinter 5G steckt mehr als nur Telefone: Davon ist Qualcomm überzeugt
Ein wenig diskutierter Teil der Automotive-Pläne von Qualcomm betrifft den Aufbau eines Systems zur Beseitigung des GPS-Präzisionsproblems von 3 bis 15 Fuß. Dabei stützte sich das Unternehmen auf sein bestehendes Patentportfolio; Es führt Daten von vorhandenen Satelliten des Global Navigation Satellite System (einschließlich GPS, Europas Galileo, Russlands GLONASS, und mehr) mit etwas namens VEPPoder eine sichtverstärkte, präzise Positionierung. Im Wesentlichen plant Qualcomm, Bilder vorhandener Videokameras zu nutzen, um den genauen Standort eines Autos zu bestimmen.
„Die Kosten dafür sind nicht astronomisch“, sagte Nakul Duggal, Senior Vice President für Produktmanagement bei Qualcomm, gegenüber Digital Trends. „Grundsätzlich braucht man eine Standardkamera, wie man sie heute hat … alles andere ist etwas, wofür man die Telematikeinheit bereits freischaltet.“
Aber hier ist die Sache: CV2X ist seit Jahren ein Traum unter Technologieunternehmen, und obwohl es vielversprechend ist, birgt es auch Herausforderungen. Da ist zum einen das Problem, die Bandbreite zu finden: Die Regulierungsbehörden haben einen Teil des Spektrums reserviert 5,9 GHz für Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Geschwätz, aber die behördlichen Bemühungen, das Projekt voranzutreiben, sind im wahrsten Sinne des Wortes gescheitert nirgends. Als Ajit Pai, Vorsitzender der Federal Communications Commission (FCC) schrieb letzten Monat„Das 5,9-GHz-Spektrum lag viel zu lange brach. In den letzten zwei Jahrzehnten hat das amerikanische Volk darauf gewartet, dass dieses erstklassige Mittelbandspektrum genutzt wird, und die Zeit des Wartens ist vorbei.“
Nein, die Amerikaner haben das trotz Pais Aufschrei nicht gefordert; Nur wenige Menschen denken zweimal über die Frequenzverteilung zwischen Frühstück und Bett nach. Aber der Schritt der FCC letzten Monat, das 5,9-GHz-Band zu modernisieren, ist eine gute Nachricht für C2VX. Bis 5G im Auto aber noch ein weiter Weg ist.
Hinzu kommt die träge Zeitachse, auf der 5G operiert. Der erste
„5G wird wirklich hilfreich sein, wenn es Landwirte in ländlichen Gebieten, in höheren Breitengraden – der EU, den Niederlanden – erreicht, denke ich
Es lohnt sich, hier einen Punkt hervorzuheben: GPS III, 5G und StarFire sind nicht unbedingt konkurrierende Technologien. Kein einzelnes Unternehmen oder eine einzelne Technologie wird diesen Bereich dominieren und die anderen überflüssig machen, und das ist auch nicht nötig. Es ist wichtig, das zu beachten
Bis dann? Weiche den Seen aus und halte beide Hände am Lenkrad. Weil ein neues GPS gleich die Straße hinauf ist – aber wir können nur so schnell dorthin fahren.
