Sistema de posicionamento alternativo ao GPS tem precisão de 10cm

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/11/2022

Laboratório de teste do SuperGPS, incluindo a antena no teto do carro, em primeiro plano.
[Imagem: VSL]

Alternativa ao GPS

Pesquisadores dos Países Baixos desenvolveram um sistema de posicionamento alternativo que se mostrou mais robusto e mais preciso que o GPS quando usado em ambientes urbanos.

O protótipo dessa nova infraestrutura de rede móvel atingiu uma precisão de 10 centímetros.

Essa nova tecnologia é importante para a implementação de uma variedade de aplicativos baseados em localização, incluindo veículos automatizados, comunicação quântica e sistemas de comunicação móvel de próxima geração.

O grande problema com o GPS em ambientes urbanos está no caminho dos sinais de rádio que vêm dos satélites, que podem ser bloqueados ou refletidos por prédios e infraestruturas, como pontes e túneis.

"Isso pode tornar o GPS não confiável em ambientes urbanos, por exemplo, o que é um problema se quisermos usar veículos automatizados. Além disso, os cidadãos e nossas autoridades dependem do GPS para muitos aplicativos e dispositivos de navegação baseados em localização. Além disso, até agora não tínhamos um sistema de backup," disse Christiaan Tiberius, da Universidade de Tecnologia de Delft.

Embora os sistemas de posicionamento global via satélite sejam conhecidos como GPS, o nome do sistema pioneiro norte-americano, hoje existem vários similares do mesmo tipo em diversos países, como o Galileo da União Europeia, o GLONASS da Rússia e o Beidou da China.

Ilustração da rede híbrida óptica-sem fio para posicionamento em ambientes urbanos, com precisão de 10cm.
[Imagem: TU Delft/Stephan Timmers]

SuperGPS

O novo sistema, batizado de SuperGPS, cria um sistema de posicionamento alternativo usando os sinais da rede de telefonia móvel.

Uma das inovações necessárias para isso consistiu em conectar a rede móvel a um relógio atômico, de altíssima precisão, para que a rede possa transmitir mensagens perfeitamente cronometradas - os satélites do GPS e sistemas similares fazem o mesmo, usando relógios atômicos que carregam a bordo.

As conexões básicas com o relógio atômico são feitas através da rede de fibra óptica já existente nas cidades, e um equipamento especial desenvolvido pela equipe faz a interface para que o temporizador possa ser retransmitido pela rede sem fios.

"Podemos transformar a rede em um relógio atômico distribuído em nível nacional - com muitas novas aplicações, como posicionamento muito preciso através das redes de telefonia móvel. Com o sistema híbrido óptico-sem fio que nós demonstramos agora, em princípio qualquer pessoa pode ter acesso sem fio à hora nacional. Ele basicamente forma um relógio de rádio extremamente preciso, até um bilionésimo de segundo," disse Erik Dierikx, do Instituto Nacional de Metrologia dos Países Baixos.

A segunda inovação está em um sistema de rádio, para chegar até os usuários finais, com uma largura de banda muito maior do que a que normalmente se usa.

"Os edifícios refletem os sinais de rádio, que podem confundir os dispositivos de navegação. A grande largura de banda do nosso sistema ajuda a resolver esses reflexos de sinal confusos e permite maior precisão de posicionamento. Ao mesmo tempo, a largura de banda dentro do espectro de rádio é escassa e, portanto, cara. Contornamos isso usando vários sinais de rádio de largura de banda relativamente pequena, espalhados por uma grande largura de banda virtual. Isso tem a vantagem de que apenas uma pequena fração da largura de banda virtual é realmente usada e os sinais podem ser muito semelhantes aos dos telefones celulares," disse Gerard Janssen, membro da equipe.

Este foi apenas o primeiro teste do sistema, ainda não havendo previsão de quando o SuperGPS será disponibilizado para o público.

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