माइक्रोन मापना: एक बेहतर जीपीएस बनाने की खोज

जीपीएस आपको शहर भर में या देश भर में मार्गदर्शन कर सकता है, धूल भरी पिछली सड़कों पर छह-लेन वाले सुपर हाईवे जितनी आसानी से नेविगेट कर सकता है। लेकिन जो कोई भी है गलती से एक झील में चला गया आपको बता सकता हूँ, जीपीएस सही नहीं है। उदाहरण के लिए, यह आपको किसी विशिष्ट लेन में नहीं रख सकता है, या आस-पास की कारों को चकमा नहीं दे सकता है, या आपको निकास रैंप से नीचे नहीं ले जा सकता है। इसीलिए जॉन डीरे ने एक बेहतर प्रणाली बनाई।

हाँ, वह जॉन डीरे.

आप देखिए, जिस जीपीएस सिस्टम के बारे में ज्यादातर लोग जानते हैं, उसे 1970 के दशक में डिजाइन किया गया था और यह वास्तव में उल्लेखनीय है। 24 उपग्रहों का एक नेटवर्क 27 वर्षों से कमोबेश लगातार काम कर रहा है? अंतरिक्ष की ठंडी पहुंच से ग्लोब का चक्कर लगाना - अंतहीन रूप से देखना और विनम्रता से हाथ बढ़ाना? मुक्त करने के लिए? आश्चर्यजनक। लेकिन इसे कागजी मानचित्रों को बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया था, जो शायद ही कभी इंच तक मापते हैं। स्वायत्त कारों को न केवल यह जानना होगा कि आप राजमार्ग 61 पर हैं बल्कि

बिल्कुल आप कहां हैं (75 मील प्रति घंटे से कम नहीं)। खेती के लिए स्वायत्त ड्रोन और ट्रैक्टरों ने ग्रामीण पुनर्जागरण को बढ़ावा दिया है सटीक कृषि - और काम करने के लिए, इसकी आवश्यकता है शुद्धता।

विस्तार के उस स्तर को जोड़ने के लिए - और सामान्य रूप से सिस्टम को ओवरहाल करने के लिए - शोधकर्ता उपग्रहों के मौजूदा बेड़े को एक नए पुनरावृत्ति के साथ बदलने के लिए काम कर रहे हैं जिसे कहा जाता है जीपीएस III. इसने पिछले सप्ताह एक कदम आगे बढ़ाया जब स्पेसएक्स ने अंततः चौथे उपग्रह को अपने तारों वाले बिस्तर में स्थापित किया। यह एक लंबी प्रक्रिया है: लॉकहीड मार्टिन ने प्रकाशित किया एक संक्षिप्त इतिहास 2012 में जीपीएस सिस्टम को अपग्रेड करने का प्रयास, और हम अभी भी शुरुआत कर रहे हैं। यह पूरा काम 2023 में 6 बिलियन डॉलर की लागत से पूरा होने वाला है।

क्या निजी उद्योग इसे बेहतर ढंग से कर सकता है? जीपीएस की जगह कौन ले सकता है, इस पर आंतरिक नजर डालने के लिए, हमने प्रभारी और विकल्प विकसित करने वाली दो कंपनियों से बात की।

डीरे ने एक बेहतर जीपीएस कैसे बनाया?

इसकी खामियां बताने से पहले यह ध्यान रखें कि जीपीएस एक शानदार सिस्टम है। वास्तव में, मौजूदा उपग्रह समूह की महत्वाकांक्षा और दुस्साहस के इर्द-गिर्द घूमना कठिन है। एक सटीक एंटीना लॉन्च करने के पीछे की चुनौतियों की कल्पना करें, जिसकी लागत कुछ सौ मिलियन रुपये है और जिसका आकार कमोबेश मिस्टर सोफ़्टी आइसक्रीम ट्रक जैसा है। कार्य को पूरा करने के लिए, सेना ने इसे एक रॉकेट पर थमा दिया जो प्रति दिन 2,700 पाउंड तरल ऑक्सीजन जलाता है दूसरा, इसे मैक 1 पर अंतरिक्ष में फेंकना... और फिर इसे धीरे से लगभग 13,000 मील की कक्षा में स्थापित करना दूर। स्मरण रहे, पृथ्वी का व्यास मात्र 7,900 मील है।

अब, इसे एक सटीक कक्षा में बनाए रखने के लिए आवश्यक एल्गोरिदम और गणनाओं की कल्पना करें, अन्य उपग्रहों से कभी टकराए बिना, लगातार संचारण, बैटरियां कभी ख़राब नहीं होती, जैसे-जैसे महीने सालों में बदलते हैं, घड़ियाँ मुश्किल से सिंक से बाहर होती हैं, और आपको मिलेगा बिंदु। यह एक बहुत बड़ी उपलब्धि है. फिर भी, यह पर्याप्त नहीं है.

सैद्धांतिक रूप से जीपीएस 3 फीट के भीतर सटीक है, लेकिन वास्तव में यह 15 फीट या उससे भी अधिक है - जो आपको किराने की दुकान तक ले जाने के लिए काफी अच्छा है, लेकिन शायद ही सटीक हो। उदाहरण के लिए, यदि आपने अपने पिछवाड़े में दो पारंपरिक टमाटर और कुछ खीरे लगाए हैं, तो बिना यह जाने कि आप कहां पानी दे रहे हैं, अपनी छोटी सी फसल उगाना आसान है। यदि आप सैकड़ों एकड़ में पौधारोपण कर रहे हैं, तो छोटी टेलीमेट्री त्रुटियाँ आपको बर्बाद कर सकती हैं।

“दिन भर काम करने के पुराने दिन और शायद पिताजी काम पूरा करके बेटे या बेटी के पास घर चले जाते? यह काफी हद तक पूरा हो चुका है,'' जॉन डीरे के स्टारफायर नेटवर्क मैनेजर अल सैवेज ने डिजिटल ट्रेंड्स को बताया। “किसान जो चाहते हैं वह अधिक उपज है। कतार में रोपण, छिड़काव आदि के मामले में सटीकता, ताकि आप अपनी फसलों को लेकर इधर-उधर न भागें।

नासा के अनुसार (हाँ, वह नासा), जब एक किसान ट्रैक्टर के पीछे सीडर, हल या अन्य उपकरण खींचकर खेत को पार करता है, तो जो पंक्तियाँ बनाई जाती हैं वे लगभग 10 प्रतिशत तक ओवरलैप हो जाती हैं। इसका मतलब है कि खेत के एक महत्वपूर्ण हिस्से को आवश्यक बीज, उर्वरक और कीटनाशकों से दोगुना प्राप्त होता है, और काम में आवश्यकता से अधिक समय लगता है। आज के ट्रैक्टर आपकी कार की तरह ही डिजिटल पोजिशनिंग सिस्टम का उपयोग करते हैं, लेकिन इसके लिए बिल्कुल अलग स्तर की सटीकता की आवश्यकता होती है। इसलिए अंतरिक्ष एजेंसी की मदद से जॉन डीरे ने एक बेहतर प्रणाली बनाई।

सैवेज ने कहा, "विभेदक जीपीएस को वे इसे कहते हैं।" आधुनिक किसानों को आवश्यक विस्तृत स्थिति डेटा प्राप्त करने के लिए, डीरे ने दुनिया भर में जमीन-आधारित संदर्भ साइटों की एक श्रृंखला बनाई पोजिशनिंग डेटा का दूसरा सेट इकट्ठा करने के लिए, कंपनी बड़ी मात्रा में डेटा प्रसारित करती है और दो मुख्य डेटा में वेयरहाउस करती है केन्द्रों. उस जानकारी को इनमारसैट (जॉन डीरे ने उन पर अंतरिक्ष पट्टे पर) द्वारा संचालित भूस्थैतिक उपग्रहों के एक सेट पर प्रसारित किया है, और फिर वापस नीचे भेजा गया है स्थानीय ट्रैक्टरों पर कंपनी के स्टारफायर रिसीवर - एक राउंड ट्रिप जो दुनिया भर में फैलने से अधिक लंबी है लेकिन इसमें एक सिंगल जितना समय लगता है साँस।

“आप 12, 13,000 मील और कुछ मामलों में 20,000 मील की बात कर रहे हैं। और यह पांच सेकंड में होता है, तो आप कल्पना कर सकते हैं कि यह कितना तेज़ है और कितना डेटा प्रवाहित हो रहा है," सैवेज ने समझाया। जीपीएस उपग्रहों से पृथ्वी तक यात्रा करने में लगने वाला समय, कक्षा में घूमने वाली घड़ियों के साथ संयुक्त होता है हमारे वायुमंडल में विद्युत आवेशित कणों से सिग्नल का शोर और सिग्नल का शोर, मौजूदा जीपीएस बनाता है डेटा अस्पष्ट. उपग्रह डेटा को अपने स्थलीय नेटवर्क के डेटा के साथ जोड़कर, डीरे कहीं अधिक सटीकता से स्थान को त्रिकोणित करने में सक्षम है।

“जब आप छिड़काव कर रहे होते हैं, तो आप विशिष्ट, सटीक होना चाहते हैं। इससे आप शाकनाशियों, कवकनाशी, कीटनाशकों और स्प्रे पर बचत कर सकते हैं," सैवेज कहते हैं।

5G कैसे रास्ता ढूंढ रहा है?

यदि आप इन दिनों कोई प्रौद्योगिकी साइट पढ़ते हैं, तो आपने चारों ओर प्रचार सुना होगा 5जी. तेज़ नए सेल्यूलर नेटवर्क के कई प्रकार के लाभ हैं, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण है गति। क्वालकॉम ने लगभग 4.5 गीगाबिट प्रति सेकंड की अधिकतम डाउनलोड गति और लगभग 1.4 गीगाबिट प्रति सेकंड की औसत डेटा ट्रांसमिशन गति प्रदर्शित की है। यह इतना तेज़ है कि दो घंटे की मूवी को लगभग 17 सेकंड में डाउनलोड किया जा सकता है, जबकि वर्तमान 4जी कनेक्शन के लिए यह लगभग 6 मिनट है। दूसरे शब्दों में, नया 5जी फ़ोन आपकी जेब में मौजूद फ़ोन से लगभग 1,000 गुना तेज़ होंगे।

लेकिन 5G में फोन के अलावा और भी बहुत कुछ है: क्वालकॉम इस बात को लेकर आश्वस्त है 5जी कल की कारें होंगी आपस में बोल रहे है और अपने अकेलेपन से आप सभी की देखभाल कर रहे हैं। ऐसा करने के लिए, क्वालकॉम के चिप्स डेटा को तेजी से प्रसारित करने के अलावा और भी बहुत कुछ करते हैं। वे CV2X का समर्थन करते हैं (सेलुलर वाहन-से-सब कुछ) संचार, जो शहर के बुनियादी ढांचे में कारों और अन्य स्मार्ट वस्तुओं के बीच सीधा संचार प्रदान करता है।

क्वालकॉम की ऑटोमोटिव योजनाओं के एक छोटे से चर्चा वाले हिस्से में जीपीएस की 3 से 15 फुट की सटीक समस्या को खत्म करने के लिए एक प्रणाली का निर्माण शामिल है। ऐसा करने के लिए, कंपनी ने अपने मौजूदा पेटेंट पोर्टफोलियो का सहारा लिया; यह मौजूदा ग्लोबल नेविगेशन सैटेलाइट सिस्टम उपग्रहों (जीपीएस सहित) से डेटा को मर्ज करता है। यूरोप के गैलीलियो, रूस का ग्लोनास, और अधिक) किसी चीज़ के साथ वीईपीपी, या दृष्टि ने सटीक स्थिति को बढ़ाया। संक्षेप में, क्वालकॉम कार के सटीक स्थान को इंगित करने के लिए मौजूदा वीडियो कैमरों से इमेजरी का उपयोग करने की योजना बना रहा है।

क्वालकॉम के उत्पाद प्रबंधन के वरिष्ठ उपाध्यक्ष नकुल दुग्गल ने डिजिटल ट्रेंड्स को बताया, "ऐसा करने की लागत बहुत अधिक नहीं है।" "आपको मूल रूप से आज जैसे एक मानक कैमरे की आवश्यकता है... बाकी सब कुछ कुछ ऐसा है जिसके लिए आप पहले से ही टेलीमैटिक्स यूनिट को सक्षम कर रहे हैं।"

लेकिन बात यह है: CV2X वर्षों से प्रौद्योगिकी कंपनियों के बीच एक सपना रहा है, और हालांकि यह वादा कर सकता है, लेकिन इसमें चुनौतियाँ भी हैं। एक बात के लिए, बैंडविड्थ खोजने का मुद्दा है: नियामक स्पेक्ट्रम का एक टुकड़ा आरक्षित कर रहे हैं वाहन-से-वाहन बातचीत के लिए 5.9GHz, लेकिन परियोजना को आगे बढ़ाने के नियामक प्रयास वस्तुतः समाप्त हो गए हैं कहीं भी नहीं। संघीय संचार आयोग (एफसीसी) के अध्यक्ष अजीत पई के रूप में पिछले महीने लिखा था, “5.9 गीगाहर्ट्ज़ स्पेक्ट्रम बहुत लंबे समय से परती पड़ा हुआ है। पिछले दो दशकों से, अमेरिकी लोग इस प्राइम मिडबैंड स्पेक्ट्रम के उपयोग के लिए इंतजार कर रहे हैं, और इंतजार का समय खत्म हो गया है।

नहीं, पई की धमकी के बावजूद, अमेरिकी इसके लिए ज़ोर नहीं लगा रहे हैं; कुछ लोग नाश्ते और बिस्तर के बीच स्पेक्ट्रम आवंटन के बारे में दो बार सोचते हैं। लेकिन पिछले महीने 5.9GHz बैंड को आधुनिक बनाने का FCC का कदम C2VX के लिए अच्छी खबर है। फिर भी, कारों में 5G को अभी लंबा सफर तय करना है।

इसमें वह सुस्त टाइमलाइन भी शामिल है जिस पर 5G चल रहा है। पहला 5जी 2022 में नए वाहनों में मॉडेम दिखाई दे सकते हैं, और उन्नत मॉडल संभवतः 2025 तक नहीं आएंगे, लाइट रीडिंग के अनुसार. और स्व-ड्राइविंग को सक्षम करने के लिए उन मॉडेम के साथ संचार करने के लिए सड़क के किनारे का बुनियादी ढांचा लगभग 2025 तक वाणिज्यिक तैनाती के कारण नहीं है। इस बीच, जॉन डीरे का स्टारफ़ायर सिस्टम पहले से ही काम करता है 5जी, सैवेज ने हमें जीपीएस, रूस के ग्लोनास, क्यूजेडएसएस, आईआरएनएन और अन्य के साथ बताया। तो कब 5जी व्यापक रूप से तैनात किया गया है, इससे कई कमियों को भरने में मदद मिलेगी।

“5G वास्तव में मददगार होगा जब यह ग्रामीण क्षेत्रों में, उच्च अक्षांशों में - यूरोपीय संघ, नीदरलैंड्स में किसानों तक पहुंचेगा - मुझे लगता है 5जी मदद करेगा। कुछ भी जो पहाड़ी है, जहां वाहन का रुख, इलाके की खुरदरापन, जहां आप वास्तव में उपग्रह ग्रहणशीलता के लिए दक्षिणी छोर नहीं देख सकते हैं, 5जी वास्तव में भी मदद मिलेगी,'' सैवेज ने कहा।

यहां एक बात पर जोर देना जरूरी है: जीपीएस III, 5जी और स्टारफायर आवश्यक रूप से प्रतिस्पर्धी प्रौद्योगिकियां नहीं हैं। कोई भी एक कंपनी या तकनीक इस क्षेत्र पर हावी नहीं होगी और दूसरों को अप्रचलित नहीं करेगी, न ही इसकी जरूरत है। यह नोट करना महत्वपूर्ण है 5जी जॉन डीरे के स्टारफ़ायर सिस्टम में सुधार करेगा, उसे प्रतिस्थापित नहीं करेगा। GPS III इनके साथ मिलकर काम करेगा - विरुद्ध नहीं - 5जी स्वायत्त कारों को ट्रैक पर रखने के लिए। वे सभी अलग-अलग रास्ते हैं जो एक ही गंतव्य की ओर ले जाते हैं: हर किसी और हर चीज के लिए बेहतर स्थिति, चाहे कोई भी एप्लिकेशन हो।

तब तक? झीलों से बचें और दोनों हाथ पहिए पर रखें। क्योंकि एक नया जीपीएस अभी सड़क पर है - लेकिन हम वहां केवल इतनी तेजी से गाड़ी चला सकते हैं।