Se ha desarrollado una nueva red híbrida óptica-inalámbrica para la navegación que es mucho más robusta y precisa que el GPS, especialmente en entornos urbanos. Los investigadores han desarrollado un sistema de posicionamiento alternativo que es más sólido y preciso que el GPS, especialmente en entornos urbanos.
Un sistema de posicionamiento alternativo que es más robusto y preciso que el GPS, especialmente en entornos urbanos, ha sido desarrollado por investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft, Vrije Universiteit Amsterdam y VSL. El prototipo de trabajo que demostró esta nueva infraestructura de red móvil logró una precisión de 10 centímetros. Esta nueva tecnología es importante para la implementación de una amplia gama de aplicaciones avanzadas basadas en la ubicación, incluidos los vehículos autónomos, la comunicación cuántica y los sistemas de comunicación móvil de próxima generación. Los resultados se publicarán hoy (16 de noviembre) en la revista Nature.
En estos días, gran parte de nuestra infraestructura vital se basa en sistemas globales de navegación por satélite como GPS (Estados Unidos) y Galileo (Unión Europea). Sin embargo, estos sistemas de navegación que dependen de satélites tienen importantes limitaciones y vulnerabilidades. Cuando se reciben en la Tierra, sus señales de radio son débiles y el posicionamiento preciso no es posible cuando las señales de radio son reflejadas o bloqueadas por edificios.
“Esto puede hacer que el GPS no sea confiable en entornos urbanos, por ejemplo”, dice Christiaan Tiberius de la Universidad Tecnológica de Delft y coordinador del proyecto, “lo cual es un problema si alguna vez queremos utilizar vehículos automatizados. Además, los ciudadanos y nuestras autoridades realmente dependen del GPS para muchas aplicaciones basadas en la ubicación y dispositivos de navegación. Además, hasta ahora no teníamos un sistema de respaldo”.
Se inició un proyecto denominado SuperGPS con el objetivo de desarrollar un sistema de posicionamiento alternativo que haga uso de la red de telecomunicaciones móviles en lugar de satélites y que pueda ser más preciso y confiable que el GPS. “Nos dimos cuenta de que con algunas innovaciones de vanguardia, la red de telecomunicaciones podría transformarse en un sistema de posicionamiento alternativo muy preciso que es independiente del GPS”, dice Jeroen Koelemeij de Vrije Universiteit Amsterdam. “Hemos tenido éxito y hemos desarrollado con éxito un sistema que puede proporcionar conectividad tal como lo hacen las redes móviles y Wi-Fi existentes, así como un posicionamiento preciso y una distribución del tiempo como el GPS”.
Un reloj atómico
Una de estas innovaciones es conectar la red móvil a un reloj atómico muy preciso, de manera que pueda transmitir mensajes de posicionamiento perfectamente sincronizados, tal como lo hacen los satélites GPS con la ayuda de los relojes atómicos que llevan a bordo. Estas conexiones se realizan a través de la red de fibra óptica existente.
“Ya habíamos estado investigando técnicas para distribuir la hora nacional producida por nuestros relojes atómicos a usuarios de otros lugares a través de la red de telecomunicaciones”, dice Erik Dierikx de VSL. “Con estas técnicas, podemos convertir la red en un reloj atómico distribuido a nivel nacional, con muchas aplicaciones nuevas, como posicionamiento muy preciso a través de redes móviles. Con el sistema híbrido óptico-inalámbrico que hemos demostrado ahora, en principio cualquiera puede tener acceso inalámbrico a la hora nacional producida en VSL. Básicamente, forma un reloj de radio extremadamente preciso que es bueno en una milmillonésima de segundo”.
Además, el sistema emplea señales de radio con un ancho de banda mucho mayor que el comúnmente utilizado. “Los edificios reflejan señales de radio, que pueden confundir los dispositivos de navegación. El gran ancho de banda de nuestro sistema ayuda a resolver estos reflejos de señal confusos y permite una mayor precisión de posicionamiento”, explica Gerard Janssen de la Universidad Tecnológica de Delft. “Al mismo tiempo, el ancho de banda dentro del espectro de radio es escaso y, por lo tanto, costoso. Eludimos esto mediante el uso de una serie de señales de radio de ancho de banda pequeño relacionadas distribuidas en un gran ancho de banda virtual. Esto tiene la ventaja de que solo se usa una pequeña fracción del ancho de banda virtual y las señales pueden ser muy similares a las de los teléfonos móviles”.
