Bài học rút ra chính
- Các nhà nghiên cứu đã đưa ra một hệ thống định vị thay thế sử dụng cơ học lượng tử thay vì GPS.
- Hệ thống GPS có thể bị kẹt hoặc không khả dụng.
- Một số ô tô tự lái có thể điều hướng bằng cách sử dụng các tín hiệu trực quan từ camera, radar và nắp đậy tương quan với thông tin bản đồ.
Bạn có thể sớm không cần GPS để tìm đường.
Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) đã trở nên phổ biến trong mọi thứ, từ điện thoại đến ô tô. Nhưng các nhà nghiên cứu đã đưa ra một phương pháp mới sử dụng cơ học lượng tử để theo dõi các hướng thay vì mạng vệ tinh.
"Luôn có khả năng là GPS không khả dụng", nhà khoa học Peter Schwindt của Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia nói với Lifewire trong một cuộc phỏng vấn qua email. "Có lẽ bạn đang ở trong khu vực mà bạn không thể nhận GPS, chẳng hạn như trong hẻm núi đô thị hoặc đường hầm. Ngoài ra, GPS cũng dễ bị kẹt. Do đó, nếu các ứng dụng không thể chịu được nguy cơ không có GPS, thì cần phải có một giải pháp thay thế."
Làm việc với sự không chắc chắn
Schwindt và các đồng nghiệp của ông gần đây đã mô tả thiết bị lượng tử trong một bài báo đăng trên AVS Quantum Science. Đó là một thiết bị hình quả bơ với các bức tường bằng kim loại titan và cửa sổ bằng đá sapphire chứa một đám mây nguyên tử ở điều kiện thích hợp cho các phép đo điều hướng chính xác.
Gói chân không sẽ đi vào giao thoa kế nguyên tử, gia tốc kế hoặc con quay hồi chuyển. Ba máy đo gia tốc chính xác cao và ba con quay hồi chuyển tạo thành một đơn vị đo lường quán tính, đo những thay đổi nhỏ về hướng.
"Công nghệ giao thoa kế Atom có tiềm năng trở thành một cảm biến quán tính có độ chính xác rất cao có thể cho phép điều hướng hàng giờ mà không cần cập nhật bên ngoài nếu độ chính xác trong phòng thí nghiệm có thể được chuyển thành một thiết bị thực tế", Schwindt nói.
Có hai cách chính để điều hướng mà không cần GPS, Schwindt nói. Phương pháp phổ biến nhất là sử dụng các tín hiệu bên ngoài khác để lấy thông tin vị trí, chẳng hạn như tín hiệu điện thoại di động. Cách khác là sử dụng cảm biến quán tính, đo gia tốc và chuyển động quay (ví dụ: ô tô hoặc máy bay) mà không cần tín hiệu bên ngoài. Các phép đo quán tính liên tục được xử lý để cung cấp cập nhật liên tục cho vị trí, hướng và vận tốc của nền tảng.
Robot cần có bản đồ tốt hơn
Các công ty ô tô tự trị đang đạt được những bước tiến trong việc tìm cách cho các phương tiện của họ điều hướng mà không cần GPS. John Fischer, phó chủ tịch nghiên cứu và phát triển tiên tiến của công ty định vị Orolia, nói với Lifewire trong một cuộc phỏng vấn qua email.
"Cũng giống như bạn không cần GPS để lái xe trong khu phố của mình - bạn có bản đồ và tín hiệu hình ảnh được lưu trữ trong hệ thống điều hướng tự động não của bạn giờ đây có cơ sở dữ liệu bản đồ và chế độ xem đường phố khổng lồ để tham khảo", ông nói thêm. "Thêm vào hệ thống dẫn đường quán tính sử dụng con quay hồi chuyển và gia tốc kế để đo chuyển động tương đối-và bạn có khả năng điều hướng tốt."
Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia
Đối với những người không muốn nhảy xe Tesla, bản thân GPS đã được nâng cấp. Một thế hệ mới của vệ tinh quỹ đạo Trái đất thấp (LEO) đã có trong không gian có tín hiệu ở bề mặt Trái đất mạnh hơn tới 1000 lần và có thể được sử dụng như một giải pháp thay thế cho GPS.
Ngoài ra, mạng di động 5G tương đối mới sẽ cung cấp Dịch vụ dựa trên vị trí (LBS) sẽ đạt độ chính xác của GPS, Fischer nói.
Một cách mà người dùng có thể hưởng lợi từ các lựa chọn thay thế cho GPS là tăng cường bảo mật, chuyên gia an ninh mạng Magda Chelly nói với Lifewire.
"Tôi cảm thấy lo lắng về ứng dụng GPS và khả năng thay đổi tính toàn vẹn của dữ liệu hoặc thay đổi tọa độ GPS thực của ô tô hoặc bất kỳ thiết bị nào khác", cô nói thêm. "Chúng tôi đang thấy hàng nghìn ứng dụng di động cung cấp dịch vụ dựa trên tọa độ GPS. Tuy nhiên, điều đáng lo ngại là tọa độ GPS có thể bị giả mạo nếu ứng dụng không sử dụng bảo mật phù hợp".
Ngay cả khi bạn đang sử dụng GPS, vẫn có những cách để cải thiện trải nghiệm. Tatiana Vyunova, một nhà quản lý tại công ty bản đồ HERE Technologies, nói với Lifewire.
Công nghệ giao thoa kế Atom có khả năng trở thành một cảm biến quán tính có độ chính xác rất cao có thể cho phép điều hướng trong nhiều giờ mà không cần cập nhật bên ngoài…
Mercedes-Benz, chẳng hạn, sử dụng Bản đồ Trực tiếp HD của Here trên một số ô tô của hãng, cho phép người dùng "nhìn xa hơn" GPS và phạm vi của các cảm biến trên xe.
"Các nguồn bản địa hóa và định vị bổ sung cung cấp cho hệ thống các lớp bảo mật, an toàn và dự phòng bổ sung", Vyunova nói. "Các nguyên nhân phổ biến bao gồm gây nhiễu GPS, giả mạo hoặc lỗi tín hiệu trong các hẻm núi đô thị."
