მიკრონების გაზომვა: სწრაფვა უკეთესი GPS-ის შესაქმნელად

GPS-ს შეუძლია გაგიწიოთ ქალაქის ან ქვეყნის მასშტაბით, მტვრიან გზაზე ნავიგაციით ისე მარტივად, როგორც ექვსზოლიანი სუპერმაგისტრალები. მაგრამ როგორც ყველას, ვინც არის შემთხვევით ჩავარდა ტბაში შემიძლია გითხრათ, GPS არ არის სრულყოფილი. მას არ შეუძლია შეგაჩეროს კონკრეტულ ზოლში, მაგალითად, ვერ აარიდოს მიმდებარე მანქანებს, ან გაგიმართოს გასასვლელის პანდუსზე. ამიტომ ჯონ დირმა შექმნა უკეთესი სისტემა.

დიახ, რომ ჯონ დირი.

ხედავთ, GPS სისტემა, რომლის შესახებაც უმეტესობამ იცის, შეიქმნა 1970-იან წლებში და რაშიც არის, ის ნამდვილად გასაოცარია. 24 თანამგზავრის ქსელი მუშაობს მეტ-ნაკლებად მუდმივად 27 წლის განმავლობაში? ატრიალებთ გლობუსს კოსმოსის ყინულიდან - გაუთავებლად უყურებთ და თავაზიანად ართმევთ ხელს? Უფასოდ? მშვენიერია. მაგრამ იგი შექმნილია ქაღალდის რუქების ჩასანაცვლებლად, რომლებიც იშვიათად იზომებიან ინჩამდე. ავტონომიურმა მანქანებმა უნდა იცოდნენ არა მხოლოდ, რომ თქვენ იმყოფებით გზატკეცილზე 61, არამედ ზუსტად სადაც ხარ (75 მილი საათში არანაკლებ). ავტონომიურმა თვითმფრინავებმა და ტრაქტორებმა სოფლის მეურნეობისთვის ხელი შეუწყო სოფლის რენესანსს, რომელსაც ე.წ

ზუსტი სოფლის მეურნეობა - და იმუშაოს, ეს მოითხოვს სიზუსტე.

ამ დონის დეტალების დასამატებლად - და ზოგადად სისტემის გადახედვისთვის - მკვლევარები მუშაობდნენ თანამგზავრების არსებული ფლოტის შეცვლაზე ახალი გამეორებით ე.წ. GPS III. გასულ კვირას გადადგა ნაბიჯი წინ, როდესაც SpaceX-მა საბოლოოდ ჩააგდო მეოთხე თანამგზავრი თავის ვარსკვლავურ კალაპოტში. ეს გრძელი პროცესია: Lockheed Martin-მა გამოაქვეყნა მოკლე ისტორია GPS სისტემის განახლების მცდელობა 2012 წელს და ჩვენ ჯერ კიდევ ვიწყებთ. ყველაფერი 2023 წელს უნდა დასრულდეს, რომლის ღირებულება 6 მილიარდ დოლარს შეადგენს.

შეუძლია თუ არა კერძო ინდუსტრიას ამის უკეთ გაკეთება? იმის გასაგებად, თუ რა შეიძლება ჩაანაცვლოს GPS-ს, ჩვენ ვესაუბრეთ ორ კომპანიას, რომლებიც ხელმძღვანელობენ დატენვისა და ალტერნატივების შემუშავებას.

როგორ შექმნა დირმა უკეთესი GPS

სანამ მის ნაკლოვანებებს აღვნიშნავთ, გავითვალისწინოთ, რომ GPS ფანტასტიკური სისტემაა. მართლაც, ძნელია გადაიტანო შენი თავი არსებული თანავარსკვლავედის ამბიციებისა და გამბედაობის გარშემო. წარმოიდგინეთ გამოწვევები ზუსტი ანტენის გაშვების უკან, რომელიც რამდენიმე ასეული მილიონი დოლარი ღირს და მეტ-ნაკლებად მისტერ Softee-ს ნაყინის სატვირთო მანქანას ჰგავს. საქმის დასასრულებლად, სამხედროები მას ურტყამს რაკეტას, რომელიც წვავს 2700 ფუნტ თხევად ჟანგბადს. მეორე, კოსმოსში გადაგდება 1 მახის სიჩქარით... და შემდეგ ნაზად ათავისუფლებს ორბიტაზე დაახლოებით 13000 მილის მანძილზე მოშორებით. დაიმახსოვრეთ, თავად დედამიწის დიამეტრი სულ რაღაც 7900 მილია.

ახლა წარმოიდგინეთ ალგორითმები და გამოთვლები, რომლებიც აუცილებელია მისი ზუსტ ორბიტაზე შესანარჩუნებლად და არასოდეს მოხვდეს სხვა თანამგზავრებზე, მუდმივი გადაცემა, ბატარეები არასოდეს ფუჭდება, საათები ძლივს გამოდის სინქრონიდან, რადგან თვეები წლებად იქცევა და თქვენ მიიღებთ წერტილი. ეს უზარმაზარი მიღწევაა. თუმცა, ეს არ არის საკმარისი.

GPS არის ზუსტი 3 ფუტის ფარგლებში, თეორიულად, მაგრამ სინამდვილეში ის უფრო 15 ფუტის მსგავსია - საკმარისად კარგია სასურსათო მაღაზიამდე რომ მიგიყვანოთ, მაგრამ ძნელად ზუსტი. მაგალითად, თუ თქვენ დარგეს ორი მემკვიდრეობითი პომიდორი და რამდენიმე კიტრი თქვენს ეზოში, ადვილია თქვენი პაწაწინა მოსავლის მოყვანა, ყოველგვარი გაგების გარეშე, თუ სად რწყავთ. თუ თქვენ დარგავთ ასობით ჰექტარს, ტელემეტრიის წვრილმა შეცდომებმა შეიძლება დაგანგრიოთ.

„ძველი დღეები მთელი დღე მუშაობდა და იქნებ მამა ამთავრებს და სახლში მიდის შვილთან ან ქალიშვილთან? ეს საკმაოდ შესრულებულია, ”- განუცხადა Digital Trends-ს ჯონ დირის StarFire ქსელის მენეჯერმა ალ სავაჯმა. „ფერმერებს მეტი მოსავალი უნდათ. სიზუსტე მწკრივში დარგვის, შესხურების და ა.შ., ასე რომ თქვენ არ გადაურჩებით თქვენს მოსავალს. ”

ნასას ცნობით (დიახ, რომ NASA), როდესაც ფერმერი კვეთს მინდორს ტრაქტორის უკან სათესლეს, გუთანს ან სხვა აღჭურვილობას, იქმნება რიგები დაახლოებით 10 პროცენტით. ეს ნიშნავს, რომ მინდვრის მნიშვნელოვანი ნაწილი იღებს ორჯერ საჭირო თესლს, სასუქს და პესტიციდს და სამუშაოს საჭიროზე მეტი დრო სჭირდება. დღევანდელი ტრაქტორები იყენებენ ციფრული პოზიციონირების სისტემებს ისევე, როგორც თქვენს მანქანას, მაგრამ მოითხოვს სრულიად განსხვავებულ სიზუსტეს. ასე რომ, კოსმოსური სააგენტოს დახმარებით ჯონ დირმა უკეთესი სისტემა ააშენა.

"დიფერენციალური GPS არის ის, რასაც ისინი უწოდებენ", - თქვა Savage-მ. თანამედროვე ფერმერებისთვის საჭირო პოზიციონირების მარცვლოვანი მონაცემების მისაღებად, Deere-მა ააგო მიწისზე დაფუძნებული საცნობარო ადგილების სერია მთელს მსოფლიოში. პოზიციონირების მონაცემების მეორე ნაკრების შესაგროვებლად, მონაცემთა დიდი რაოდენობით, რომელსაც კომპანია გადასცემს და ათავსებს ორ ძირითად მონაცემს ცენტრები. ეს ინფორმაცია გადაეცემა გეოსტაციონარული თანამგზავრების ერთობლიობას, რომელსაც მართავს Inmarsat (ჯონ დირი მათზე იჯარით სივრცეს იჯარით) და შემდეგ გადაეცემა უკან ქვემოთ კომპანიის StarFire მიმღებები ადგილობრივ ტრაქტორებზე - ორმხრივი მოგზაურობა, რომელიც უფრო გრძელია ვიდრე მთელს მსოფლიოში, მაგრამ დაახლოებით იმდენი ხანი სჭირდება, როგორც ერთი სუნთქვა.

”თქვენ საუბრობთ 12, 13,000 მილზე და ზოგიერთ შემთხვევაში 20,000 მილზე. და ეს ხუთ წამში ხდება, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ, რამდენად სწრაფია და რამდენი მონაცემი მიედინება, ”- განმარტა Savage-მა. დრო სჭირდება სიგნალს დედამიწაზე გასამგზავრებლად GPS თანამგზავრებიდან, ორბიტაზე მოძრავ საათებთან ერთად ჩვენს ატმოსფეროში ელექტრული დამუხტული ნაწილაკების სიგნალის ხმაური, რომელიც ყოველთვის არ არის სინქრონიზებული, ქმნის არსებულ GPS-ს მონაცემები არაზუსტია. სატელიტური მონაცემების ხმელეთის ქსელის მონაცემებთან შერწყმით, Deere-ს შეუძლია მდებარეობის სამკუთხედი ბევრად უფრო ზუსტად.

„როდესაც ასხურებ, გინდა იყო კონკრეტული, ზუსტი. ეს საშუალებას გაძლევთ დაზოგოთ ჰერბიციდები, ფუნგიციდები, პესტიციდები და სპრეი“, - აღნიშნავს Savage.

როგორ პოულობს 5G გზას

თუ ამ დღეებში კითხულობთ ტექნოლოგიურ საიტს, გსმენიათ აჟიოტაჟი 5G. სწრაფ ახალ ფიჭურ ქსელს აქვს მრავალი სარგებელი, რომელთაგან უპირველესი სიჩქარეა. Qualcomm-მა აჩვენა გადმოტვირთვის მაქსიმალური სიჩქარე დაახლოებით 4,5 გიგაბიტი წამში და მონაცემთა გადაცემის საშუალო სიჩქარე დაახლოებით 1,4 გიგაბიტი წამში. ეს საკმარისად სწრაფია იმისათვის, რომ გადმოწეროთ ორსაათიანი ფილმი დაახლოებით 17 წამში, დაახლოებით 6 წუთის წინააღმდეგ მიმდინარე 4G კავშირისთვის. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ახალი 5G ტელეფონები იქნება დაახლოებით 1000-ჯერ უფრო სწრაფი ვიდრე ტელეფონი, რომელიც ამჟამად თქვენს ჯიბეშია.

მაგრამ 5G უფრო მეტია, ვიდრე ტელეფონები: Qualcomm დარწმუნებულია ამაში 5G ეყოლება ხვალინდელი მანქანები ერთმანეთს ესაუბრება და თქვენ ყველას მათი მარტოობით მიჰყვებით. ამისთვის Qualcomm-ის ჩიპები უფრო მეტს აკეთებენ, ვიდრე უბრალოდ მონაცემების სწრაფად გადაცემა. ისინი მხარს უჭერენ CV2X (ფიჭური მანქანა-ყველაფერზე) კომუნიკაცია, რომელიც აწვდის პირდაპირ კომუნიკაციას მანქანებსა და სხვა ჭკვიან ობიექტებს შორის ქალაქის ინფრასტრუქტურაში.

Qualcomm-ის საავტომობილო გეგმების ცოტა განხილული ნაწილი მოიცავს სისტემის შექმნას GPS-ის 3-დან 15-მდე სიზუსტის პრობლემის აღმოსაფხვრელად. ამისათვის კომპანია ეყრდნობოდა არსებულ საპატენტო პორტფელს; ის აერთიანებს მონაცემებს არსებული გლობალური სანავიგაციო სატელიტური სისტემის თანამგზავრებიდან (მათ შორის GPS, ევროპის გალილეო, რუსული GLONASS, და სხვა) რაღაც ე.წ VEPP, ან მხედველობის გაძლიერებული ზუსტი პოზიციონირება. არსებითად, Qualcomm გეგმავს გამოიყენოს გამოსახულება არსებული ვიდეო კამერებიდან მანქანის ზუსტი მდებარეობის დასადგენად.

”ამის გაკეთების ღირებულება არ არის ასტრონომიული,” - განუცხადა Digital Trends-ს ნაკულ დუგალმა, Qualcomm-ის პროდუქტის მენეჯმენტის უფროსმა ვიცე-პრეზიდენტმა. „ძირითადად გჭირდება ისეთი სტანდარტული კამერა, როგორიც დღეს გაქვს... ყველაფერი დანარჩენი არის ის, რისთვისაც ტელემატიკის განყოფილებას უკვე აძლევ ჩართვას“.

მაგრამ აქ არის საქმე: CV2X წლების განმავლობაში ოცნებობდა ტექნოლოგიურ კომპანიებს შორის, და მიუხედავად იმისა, რომ შეიძლება დაპირება იყოს, მას ასევე აქვს გამოწვევები. ერთი რამ არის გამტარუნარიანობის პოვნის საკითხი: რეგულატორები იტოვებენ სპექტრის ნაწილს 5.9 გჰც სიხშირე მანქანა-სატრანსპორტო საშუალებისთვის, მაგრამ მარეგულირებელი მცდელობები პროექტის წინსვლისთვის ფაქტიურად წავიდა არსად. როგორც აჯიტ პაი, ფედერალური კომუნიკაციების კომისიის (FCC) თავმჯდომარე. დაწერა გასულ თვეში, „5.9 გჰც სპექტრი ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში დარჩა. ბოლო ორი ათწლეულის მანძილზე ამერიკელი ხალხი ელოდა ამ ძირითადი შუაზოლის სპექტრის გამოყენებას და ლოდინის დრო დასრულდა.

არა, ამერიკელები ამაზე არ ყვირიან, მიუხედავად პაის ბუნდოვანისა; რამდენიმე ადამიანი ორჯერ ფიქრობს სპექტრის განაწილებაზე საუზმესა და საწოლს შორის. მაგრამ FCC-ის ნაბიჯი გასულ თვეში 5.9 გჰც სიხშირის დიაპაზონის მოდერნიზებისთვის კარგი ამბავია C2VX-ისთვის. მიუხედავად ამისა, 5G-ს მანქანებში დიდი გზა აქვს გასავლელი.

ამას დაუმატეთ შრომატევადი ვადები 5G. Პირველი 5G მოდემები შეიძლება გამოჩნდეს ახალ მანქანებში 2022 წელს და მოწინავე მოდელები სავარაუდოდ 2025 წლამდე არ ჩამოვა. Light Reading-ის მიხედვით. და გზისპირა ინფრასტრუქტურა ამ მოდემებთან კომუნიკაციისთვის, თვითმართვის გასააქტიურებლად, კომერციულად 2025 წლამდე არ არის გათვალისწინებული. იმავდროულად, ჯონ დირის StarFire სისტემა უკვე მუშაობს 5Gგვითხრა Savage-მა, GPS-თან ერთად, რუსეთის GLONASS, QZSS, IRNN და სხვები. ასე რომ, როდის 5G ფართოდ არის განლაგებული, ეს ხელს შეუწყობს მთელი რიგი ხარვეზების შევსებას.

”5G ნამდვილად სასარგებლო იქნება, როდესაც ის ფერმერებს სოფლად, უფრო მაღალ განედებში – ევროკავშირში, ნიდერლანდებში – მიაღწევს. 5G დაგეხმარები. ყველაფერი, რაც მთიანია, სადაც არის მანქანის დამოკიდებულება, რელიეფის უხეშობა, სადაც ნამდვილად ვერ ხედავთ სამხრეთ ბოლოს სატელიტური მიმღების გამო, 5G ასევე ნამდვილად დაგვეხმარება, ”- თქვა სევიჯმა.

აქვე ღირს ერთი პუნქტის ხაზგასმა: GPS III, 5G და StarFire სულაც არ არის კონკურენტი ტექნოლოგიები. არც ერთი კომპანია ან ტექნოლოგია არ აპირებს ამ სივრცეში დომინირებას და სხვების მოძველებას და არც სჭირდება. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ 5G გააუმჯობესებს ჯონ დირის Starfire სისტემას და არ შეცვლის მას. GPS III იმუშავებს ტანდემში - არა წინააღმდეგ - 5G ავტონომიური მანქანების გზაზე შესანარჩუნებლად. ისინი ყველა სხვადასხვა გზაა, რომლებიც მიჰყავთ ერთსა და იმავე დანიშნულებამდე: უკეთესი პოზიციონირება ყველასთვის და ყველაფრისთვის, არ აქვს მნიშვნელობა რა განაცხადია.

Მანამდე? მოერიდეთ ტბებს და ორივე ხელი საჭეს მიკიდეთ. იმის გამო, რომ ახალი GPS არის გზაზე - მაგრამ ჩვენ შეგვიძლია მხოლოდ იქით ასე სწრაფად მგზავრობა.