广告

用低地球轨道卫星进行定位和导航,或比GPS更精准

2023-05-06 16:08:30 俄亥俄州立大学 阅读:
研究人员已经开发出一种算法,可以 "窃听 "来自卫星的任何信号,并利用它来定位地球上的任何一点,就像GPS一样,甚至比GPS更精确。

研究人员已经开发出一种算法,可以 "窃听 "来自卫星的任何信号,并利用它来定位地球上的任何一点,就像GPS一样。这项研究代表了一种算法首次能够利用多星座低地球轨道卫星(LEO)广播的信号,即Starlink、OneWeb、Orbcomm和Iridium。UlBednc

研究人员发现,通过监听8颗低地球轨道卫星的信号约10分钟,他们的算法能够在定位地面上的固定接收器方面达到前所未有的准确度,误差仅约5.8米。UlBednc

这项研究由俄亥俄州立大学电气和计算机工程教授、交通部多模态保证导航自动驾驶汽车研究中心(CARMEN)主任Zak Kassas领导,上周在加利福尼亚州蒙特雷举行的IEEE/ION定位和导航研讨会(PLANS)2023年会议上发表。该论文与俄亥俄州的博士生Sharbel Kozhaya和Haitham Kanj一起,首次展示了对未知的OneWeb低地轨道卫星信号的利用,赢得了会议的最佳学生论文奖。UlBednc

研究人员不需要卫星运营商的协助就能使用这些信号,他们强调,他们无法获得通过卫星发送的实际数据--只能获得与卫星下行传输频率有关的公开信息以及粗略估计卫星的位置。UlBednc

UlBednc

据悉,该研究仅使用六颗SpaceX的卫星信号来确定10米范围内的位置,最近该精度被降低到6.5米。UlBednc

Kassas说:“Starlink的研究只是触及了可能的表面。”UlBednc

他建议利用低地轨道卫星的信号作为定位、导航和计时需求的替代方案,因为与位于中地轨道的全球导航卫星相比,低地轨道卫星离地球的距离要近20倍,后者离地球的高度略高于20,000千米。据Kassas说,这项技术有可能开创一个定位、导航和计时的新时代。UlBednc

"我们正在见证一场太空复兴。未来十年将有数万颗 LEO 卫星发射到太空,形成所谓的巨型星座,"他说。"这些卫星传输的信号将彻底改变许多技术,并有利于遥感等领域的科学探索。UlBednc

Kassas说,使这项研究与所有其他创造GPS替代品的尝试如此不同的是,这种算法不会对信号进行反向工程。 UlBednc

"我们的算法与低地轨道卫星无关,"Kassas说。"我们的接收器可以监听几乎所有的卫星信号,对它正在接收的数据进行实时训练,然后以一种我们可以将它们传输的内容重构为位置数据的方式解读信号的某些特征。" 为了证明该团队的新方法,该团队将该算法应用于四个不同的低地轨道卫星群: Starlink、OneWeb、Orbcomm和Iridium。该算法破解了所有这些信号,几乎不需要事先了解正在传输的内容。UlBednc

此外,他们的算法非常复杂,研究人员还能够估计卫星在太空中的位置。为了使用卫星给自己定位,我们需要知道卫星所在的位置。“这是一个非常具有挑战性的问题,因为 LEO 卫星通常不会广播它们的位置,而我们对它们位置的估计有几公里的偏差,”Kassas 说。UlBednc

UlBednc

团队与实验车UlBednc

在一个测试信号如何作为精确定位系统工作的固定实验中,研究人员将一个地面接收器的初始位置估计设置为加州大学欧文分校的一个工程停车场的屋顶,这个位置与它的实际位置相差2000多英里:俄亥俄州哥伦布市的俄亥俄州立大学电子科学实验室(ESL)的屋顶。使用卫星星座来猜测接收器究竟在哪个国家,该算法只偏离了大约5米。UlBednc

UlBednc

在另一个实验中,研究人员测试了该算法在移动车辆上的表现,并将接收器安装在一辆汽车的顶部。首先,他们使用了当今的导航技术,该技术依赖于一个GPS接收器和一个惯性导航系统(INS)。他们在切断GPS之前导航了大约100米,之后他们又行驶了近一公里。他们发现,依靠今天的GPS-INS系统,据说他们的位置与他们的真实位置相差约500米,但用他们的算法,他们被发现的距离约为4.4米。"我们的结果表明,我们的系统正在接近你今天用GPS能做的事情,"Kassas说。UlBednc

尽管该算法已经申请了专利,但该团队确实计划继续发展该算法的所有技术能力,Kassas说。UlBednc

责编:Demi
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • AMD苏姿丰:积极展望2nm工艺,将继续使用chiplets AMD 首席执行官苏姿丰日前表示,摩尔定律并未消亡,chiplet和3D封装等创新将有助于克服挑战。
  • iPhone 15系列成本暴增,售价将再创新高 近日最新消息指出,iPhone 15 Pro Max 生产成本增加 20%,可能导致零售价上涨。据悉,顶级的iPhone机型将使用质量更好的显示屏和3纳米的A17仿生SoC,这两样东西预计将占到大部分成本……
  • CMOS PA,二十载风雨浮沉往事 过去20多年,CMOS PA技术竞争可谓“激荡回肠”,一些参与者消弭无迹,一些参与者却在科技巨头兼并整合之下悄然成长。过去十年,一些中国本土PA企业也涉入CMOS PA,扎根技术研发,取得了一定的进展,甚至在一些细分领域已有赶超全球先进水平之势。如今看来,伴随物联网蓬勃而来,CMOS PA在未来十年内仍将是芯片工艺技术针对性能和成本的最佳选择。
  • 可复制人类触觉的水凝胶皮肤,软体机器人开发的新契机 近日,剑桥大学生物启发机器人实验室的研究人员创造了一种新的基于水凝胶的皮肤,这种极其柔韧的皮肤使用一系列电极和一种算法重建触觉刺激,让机器人能够检测物体的触觉特性,复制人类的触觉,有望促进软体机器人的开发。
  • 高通正努力缩小骁龙芯片与苹果A系列芯片的差距 在以往iPhone的A系列芯片与高通的骁龙芯片的对比测试中,A系列芯片往往是获胜的一方。但最新消息显示,高通正逐渐缩小与A系列芯片的差距。
  • 三星电子称凭借2nm工艺,可在五年内击败台积电 据EDN电子技术设计报道,三星电子设备解决方案业务部代工业务总裁兼总经理 Siyoung Choi 博士表示,随着两家公司推出下一代 2 纳米半导体制造工艺,它可以在五年内击败台积电 (TSMC)。
  • 分析了228款智能手机维修指南,这三个国产手机品牌位列 为了估计智能手机的DIY维修能力,ElectronicsHub分析了iFixit公司提供的228款智能手机型号的数百份维修指南,该公司为人们提供维修设备的指南和工具。
  • 苹果否认人为限制iPhone性能掩盖电池问题 英国消费者维权人士贾斯汀·古特曼(Justin Gutmann)对苹果公司提起诉讼,指控该公司故意降低iPhone的性能,以延长电池寿命。现在,赔偿金额已经上升到16亿英镑,即20亿美元。面临如此高额的索赔,苹果公司试图在伦敦法庭阻止这起诉讼。
  • 回收数据中心废热再利用可行吗? 乍看之下,数据中心(或者说“服务器群”)产生的兆瓦级的废热似乎是一种真正的能源浪费,但它们也带来了独特的回收、采集与再利用机会…
  • AMD的可信平台模块 (TPM)又翻车了?可通过电压故障进行 已经使用了Windows11的用户肯定对AMD基于固件的可信平台模块(fTPM / TPM) 有所了解了,该模块可以与CPU通信,以提高增强电脑的安全性。但近日,一篇由德国柏林科技大学安全研究团队于4月28日发布的一篇有关于AMD基于固件的可信平台模块(fTPM / TPM)存在安全漏洞的论文引发了关注和热议。
  • 中国电动汽车充电专利数量全球领先,比亚迪排名第九 2010年到2022年,中国企业在这些领域提交了41,011项专利申请。虽然排名靠前的中国企业不多,但中国在这一领域的参与者数量之多使得他们提交的申请总量比日本公司多出大约50%,日本企业以26,962项专利位居第二。
  • 下一代多对多直播场景需要新一代实况交互式流媒体解决 相较于传统的直播场景,下一代的直播场景则主要为多对多模式,即每个人都是主播,既是数据源也是接收器,这样的场景包括连线观赏、直播购物、在线拍卖和社交流媒体等。这样的应用场景要求对数据的处理更加贴近用户,要求把这样的处理转移到网络的边缘。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了