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用Starlink系统进行导航,效果比GPS更优

2021-09-26 13:51:13 Demi 阅读:
近日,多模态安全导航自动驾驶汽车研究中心 (CARMEN) 的研究人员发现可以使用 Starlink 互联网服务卫星广播的信号来准确定位地球上的位置,甚至比 GPS 更不易受到干扰且定位距离更远。

近日,多模态安全导航自动驾驶汽车研究中心 (CARMEN) 的研究人员发现可以使用 Starlink 互联网服务卫星广播的信号来准确定位地球上的位置,甚至比 GPS 更不易受到干扰且定位距离更远。mWsednc

他们的研究结果将发表在即将出版的IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems杂志上。mWsednc

Starlink 精确定位距离比GPS更远

研究人员使用来自六颗 Starlink 卫星的信号来精确定位地球上 8 米以内的位置。mWsednc

研究人员不需要 SpaceX 的帮助来使用卫星信号,他们强调他们无法获得通过卫星发送的实际数据——只能获得与卫星位置和运动相关的信息。mWsednc

“我们窃听了信号,然后我们设计了复杂的算法来确定我们的位置,我们证明它非常准确,”多模态安全导航自动驾驶汽车研究中心 (CARMEN) 主任 Zak Kassas 说。位于俄亥俄州立大学的多机构交通中心。mWsednc

“尽管 Starlink 不是为导航目的而设计的,但我们表明,可以很好地学习系统的各个部分以将其用于导航。”mWsednc

CARMEN 是美国交通部最近授予的四个大学交通中心之一。Kassas 是俄亥俄州立大学电气和计算机工程的兼职教授和加州大学欧文分校的副教授。mWsednc

在这项研究中,卡萨斯和他的研究团队研究了 Starlink 系统并分析了卫星发送的信号。他们开发了一种算法,可以使用多颗卫星的信号来定位地球上的位置。然后,他们在UCI的校园内架设了天线,并试图利用网络来精确定位天线的位置。mWsednc

使用 Starlink,他们在大约 7.7 米内确定了天线的位置。相比之下,GPS 通常会在 0.3 到 5 米范围内识别设备的位置。mWsednc

Kassas 说,该团队对其他低地球轨道卫星星座使用了类似的技术,但精度较低,可精确定位约 23 米内的位置。该团队还一直在与美国空军合作,以确定高空飞机的位置;卡萨斯说,他们能够使用陆基蜂窝信号进入 5 米范围内。mWsednc

SpaceX 在地球的低轨道上有大约 1,700 颗卫星,这意味着它们在距离地球表面约 1,200 公里的地方绕地球运行。SpaceX 最终计划发射 40,000 多颗卫星。mWsednc

Kassas 说,随着 Starlink 星座的发展,他的团队的导航和地理定位技术及其信号的准确性也会提高。mWsednc

比 GPS 更不易受到干扰

Kassas说,GPS 已经使用了 30 多年,它的信号是众所周知的,类似于开源软件。对于在智能手机、可穿戴健身设备和车辆中开发 GPS 接收器的公司来说,这是一项资产,但它也使系统容易受到攻击。GPS 卫星也比低地球轨道系统离地球更远,这使得它们的信号更弱,因此更容易受到干扰。mWsednc

对 GPS 信号的干扰攻击可以完全破坏 GPS 信号,这对航空业来说是一个日益严重的问题。对 GPS 的欺骗攻击可以操纵特定车辆出现在旨在监控位置并防止车辆路线重叠的系统中的位置;攻击还可以接管车辆的路径——例如,一些攻击已经超越了军用和民用无人机、海上船只,甚至特斯拉的自动驾驶仪。mWsednc

Kassas 说,Starlink 系统对导航专家很有吸引力,因为直到现在,这些信号都是私人的——SpaceX 没有与政府或研究人员分享它们。Starlink 卫星比 GPS 卫星离地球更近,这使得它们的信号更强且不易受到干扰。mWsednc

Demi Xia编译mWsednc

责编:DemimWsednc

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