GPS ist auch aus dem Alltagsgebrauch kaum noch wegzudenken. Die meisten Menschen in Industriestaaten benutzen es quasi täglich. Allerdings hat diese Technologie durchaus ihre Grenzen, insbesondere in städtischen Gebieten, wo die Signale durch Überlagerungen gestört werden können. Wissenschaftler:innen aus den Niederlanden haben nun „SuperGPS“ entwickelt, ein hybrides Positionierungssystem, dass drahtlose und optische Verbindungen einsetzt, um die Position eines Empfängers zentimetergenau zu bestimmen.


Bild: TU Delft

GPS: In Städten oft ungenau

GPS-Satelliten verfügen über eine Atomuhr, die extrem präzise Zeitmessungen vornimmt und mit Uhren auf dem Boden und an Bord anderer Satelliten synchronisiert wird. Ein GPS-Empfänger kommuniziert immer mit mehreren Satelliten gleichzeitig und berechnet seine Position im dreidimensionalen Raum dann auf Basis der Position der Satelliten. Unter idealen Bedingungen ist eine Bestimmung der Position möglich, die bis auf einige Zentimeter genau ist.

Allerdings herrschen diese Idealbedingungen in der echten Welt nie. Überlagerungen und Störungen des Signals durch Gebäude und andere Strukturen zwischen dem Sender und dem Empfänger sorgen dafür, dass die Genauigkeit von zivilem GPS auf ein paar Meter sinkt. Da Positionsbestimmungen immer wichtiger werden, etwa auch im Bereich autonomes Fahren, arbeiten Teams auf der ganzen Welt daran, die Genauigkeit zu verbessern.


Ortung über Funksignale

An dieser Stelle setzt SuperGPS an. Forscher:innen der TU Delft und der Universität Amsterdam haben ein alternatives System entwickelt, das nach einem ähnlichen Prinzip wie GPS arbeitet, aber komplett bodenbasiert ist und dabei existierende Kommunikationsnetzwerke nutzt.

Als „Satelliten“ fungieren die Funksysteme, die in städtischen Gebieten installiert sind. Diese sind alle mit einer Glasfaserverbindung mit einer einzelnen Atomuhr verbunden, die sie miteinander synchronisiert. Das SuperGPS arbeitet ähnlich wie konventionelles GPS: Die Empfänger triangulieren ihre Position, indem sie mit mehreren Sendern kommunizieren und die Zeit messen, die das Signal unterwegs ist.

Backup für normales GPS

Nach Angabe des Teams vermeidet SuperGPS das Problem von durch Gebäude reflektierte Signale, indem verschiedene Bandbreiten genutzt werden, was Signale produziert, das dem von Mobiltelefonen ähnelt. Dieses ist nicht von Interferenzen durch Gebäude oder andere Objekte beeinflusst. In Tests mit einem Prototypen gelang es mithilfe von SuperGPS, die Position von Geräten mit einer Genauigkeit von wenigen Zentimetern zu bestimmen – und das in einer geschäftigen Umgebung.

Solch ein System wäre nicht dafür gedacht, herkömmliches GPS zu ersetzen, sondern als Backup, das präzisere Ortungen im urbanen Umfeld ermöglicht. Solche genaueren Ortungen werden derzeit mithilfe von WiFi-Signalen realisiert.

via TU Delft

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