Badania na Północy: Nowe technologie poprawiające dokładność lokalizacji

Badania na Północy: Nowe technologie poprawiające dokładność lokalizacji

W ramach konkursu „Badania aplikacyjne zorientowane na doskonałość w Meklemburgii-Pomorzu Przednim” Ministerstwo Nauki, Kultury, Spraw Federalnych i Europejskich ogłosiło wyniki 10 marca 2025 r. Wśród dofinansowanych projektów wyróżnia się projekt AIR-MoPSy (Atmospheric Impact on the R-Mode Positioning System) na Uniwersytecie w Greifswaldzie. Celem tego projektu jest zbadanie wpływu zmienności średniej atmosfery na propagację fal radiowych w celu trwałej poprawy dokładności zapasowego systemu pozycjonowania za pomocą satelity, takiego jak GPS. Trafność tych badań wzmacnia sztuczna interferencja sygnałów GNSS w regionie Morza Bałtyckiego spowodowana obecną sytuacją polityczną ( uni-greifswald.de ).

Instytucje uczestniczące, oprócz Uniwersytetu w Greifswaldzie, obejmują Instytut Fizyki Słońca i Ziemi DLR, Instytut Komunikacji i Nawigacji DLR, Instytut Fizyki Atmosfery Leibniza oraz Instytut Badań Morza Bałtyckiego Leibniza w Warnemünde. Współpraca ta sygnalizuje multidyscyplinarne podejście do palącego problemu niezawodności GNSS. W sumie pięć sojuszy badawczych otrzymało wsparcie na cztery lata, a także dziesięć projektów indywidualnych, które będą finansowane przez dwanaście miesięcy. Celem badania jest przeniesienie ustaleń do zastosowań społecznych i gospodarczych.

Sojusze badawcze i obszary tematyczne

• KITIERWOHL: Smarte Technologien zur Analyse und Sicherstellung des Tierwohls (Universitätsmedizin Rostock)
• AutoPasture: Digitale Anwendungen für autonomes Herden- und Weidemanagement (Hochschule Stralsund)
• Alg4Nut: Algen in der Wiederkäuerfütterung (Universität Rostock)
• Target-H: Innovative Therapien und Diagnostik am Beispiel von Hautkrebs (Universitätsmedizin Rostock)
• AIR-MoPSy: Atmospheric Impact on the R-Mode Positioning System (Universität Greifswald)

Badania w zakresie pozycjonowania GNSS mają ogromne znaczenie międzynarodowe. Na konferencji Instytutu Nawigacji (ION) GNSS+ 2022 zaprezentowano wiele artykułów naukowych, w tym pięć poświęconych wpływom atmosfery na sygnały GNSS. Złożoność tych zjawisk, co jest szczególnie istotne w przypadku stosowania ich w pobliżu równika, wymaga szerokiego gromadzenia danych i opracowania realistycznych modeli. Dodatkowo zaprezentowano prototyp, który ma rozpoznawać i redukować te skutki ( gpsworld.com ).

Do znaczących innowacji należy system monitorowania w czasie rzeczywistym GUARDIAN, który analizuje zaburzenia jonosfery przy użyciu podwójnych danych GNSS z różnych stacji monitorujących. System ten może dostarczać informacji znacząco zwiększających niezawodność systemów GNSS.

Obserwacje atmosferyczne i ich znaczenie

Kluczowym aspektem w kontekście PRZETWARZANIA SYGNAŁU GNSS jest opóźnienie propagacji spowodowane przez atmosferę ziemską. Opóźnienia są szczególnie widoczne w jonosferze i troposferze, co znacząco wpływa na wykorzystanie geodezyjne. Chociaż pomiary wieloczęstotliwościowe i modele korekcyjne mogą złagodzić wiele z tych skutków, odchylenia szczątkowe pozostają. Aby zmniejszyć te odchylenia, a tym samym jeszcze bardziej poprawić dokładność pozycjonowania GNSS, konieczne są innowacyjne algorytmy i wyrafinowane modelowanie. Jednym z przykładów jest wskaźnik I95, który jest używany do ilościowego określania wpływów jonosfery w regionach od lat 90. XX wieku ( tu-dresden.de ).

Krótko mówiąc, trwające badania i rozwój w dziedzinie nawigacji satelitarnej i nauk o atmosferze nie tylko poprawią wydajność istniejących systemów, ale także otworzą nowe możliwości w zakresie ich odporności na zakłócenia.