DARPA GPS-navigatsiooni leiutamiseks satelliite kasutamata

Kaitseministeeriumi kõrgtehnoloogiliste uurimisprojektide agentuur on avalikustanud oma tulevikuplaani ja see on tohutu nihe, mida tähistavad uued eesmärgid neljas põhivaldkonnas. Väidetavalt on suurim muudatus plaan keerulised sõjalised süsteemid uuesti leiutada ja modulaarsemaks muuta, püüdes tagada „paremust õhus, merenduses, maismaal, kosmoses ja kübervaldkonnas“. Kavandatud arenduste hulgas on a uhiuus globaalne positsioneerimis-, navigeerimis- ja ajastussüsteem (GPS), mis ei sõltu satelliitidest ja on häirimiskindel. Neljapäeval postitatud dokumendi kohaselt on DARPA uus süsteem palju arenenum kui meil praegu ja lõpuks jõuab see ka meie autode ja telefonide juurde.



Kõigepealt astume korraks tagasi ja vaatame, kuidas praegused GPS-süsteemid töötavad. Paljud 2007es.comi lugejad teavad seda juba, kuid meie autode ja telefonide GPS-navigeerimine sõltub algselt sõjalisest operatsioonist, nagu Internet ise. USA kaitseministeerium töötas kõigepealt välja satelliidipõhise GPS-i ja 1960. aastatel oli see varajane süsteem TRANSIT töökorras. 1980. aastateks oli sõjavägi oma tehnoloogiat järk-järgult viimistlenud kuni punktini, kus ta tugines mitmele maa ümber tiirlevale satelliidile.

Süsteem sõltub Einsteini teooriatest, mis käsitlevad erilist ja üldist suhtelisust tööle. See selgitab välja, kus te asute, paljude satelliitide signaali ajatemplite põhjal, samuti kui kaugel need üksteisest asuvad. Nii võimaldades süsteem kolmnurkselt teie positsiooni maapinnal. Kuid satelliitide kellad liiguvad veidi kiiremini kui Maa peal olevad kellad ja liikuvad kellad on veidi aeglasemad kui paigal seisvad. Need erinevused, mis ulatuvad umbes 38 mikrosekundini päevas, on suhtelisus. See on väike summa, kuid piisav, et lugeda oma positsiooni miilide kaupa valesti.



Muide, ka siis võis tarbijatehnoloogia GPS-i kasutada, kuid see oli haruldane, olles äärmiselt kallis. GPS-vastuvõtjad, mis olid kunagi hiiglaslikud seljakotisuurused behemotid, hakkasid tehnoloogia parenedes aja jooksul vähenema. Kuid tegelik põhjus, miks te 1980-ndatel ja 1990-ndatel aastatel palju GPS-i ei kasutanud, oli see, et sõjavägi segas teadlikult andmeid, mida tsiviilisikud nägid, muutes selle üsna ebatäpseks ja jättis enda jaoks kõige täpsemad andmed.

DARPA GPS-i sõdur

USA armee jalaväelane kasutab GPS-vastuvõtjat (DAGR) oma positsiooni dokumenteerimiseks Afganistanis 2010. aastal lahutatud patrulli ajal. (Krediit: DARPA)



2000. aastal allkirjastas president Clinton seaduseelnõu, milles kästi sõjaväelastel lõpetada tsiviilisikute satelliidiandmete skrambleerimine. See samm parandas hetkega olemasolevate tarbijasüsteemide täpsust 10 korda ja tegi ruumi GPS-navigeerimise laialdaseks tsiviilkasutuseks. Tänane võrk hõlmab mitut tosinat USA-s asuvat GPS-satelliiti, mis tiirlevad ümber Maa. Uuem vene GLONASS-süsteem täiendab meie enda ja euroopa süsteemi GNSS Peagi arendatav (Galileo) süsteem teeb seda ka. Võrk tagab, et korraga töötab vähemalt 24 satelliiti ja kogu maailmas on mis tahes seadme positsioneerimistaotluse jaoks saadaval vähemalt kolm satelliiti.

Maapealsed süsteemid võivad tunduda hea alternatiivina, kuid on ka lõkse. Üks disain oleks seotud sajad tuhanded saatjad , mida oleks naeruväärselt keeruline ehitada ja hooldada. Teine võimalus on diferentsiaalne GPS, mida praegu kasutatakse mõnes mere- ja mereseades, kuid see võib samuti seguneda nagu satelliidi GPS. Teine on LORAN, raadiopõhine süsteem, mis nägi algselt kasutust Teises maailmasõjas ja on täna tänu oma vastupanuvõimele vastupanuvõimele taas suurenenud, kuid selle täpsus ei olnud kunagi eriti hea.

Selles artiklis vihjab DARPA, kuidas kavatseb positsioneerimissüsteemi välja töötada ilma satelliite kasutamata: „Vajadus tõhusalt töötada piirkondades, kuhu GPS pole ligipääsetav, ebausaldusväärne või mida vastased võivad eitada, on tekitanud nõudmise alternatiivse täpsuse järele aja- ja navigeerimisvõimalused. Selle vajaduse rahuldamiseks investeerib DARPA radikaalselt uutesse tehnoloogiatesse, mis võivad pakkuda GPS-kvaliteediga asukohta, navigeerimis- ja ajastusteavet sõjalistele süsteemidele, sealhulgas uudsetele inertsiaalsetele mõõteseadmetele, mis kasutavad külma aatomi interferomeetriat; kiibimõõdul isekalibreeritavad güroskoobid, kiirendusmõõturid ja kellad; ja impulsslaseriga aatomkellad ja mikrolaineallikad. '



Lisaks GPS-i uudistele ütles DARPA ka selle keskendumisele, et saada teavet ulatuslikest andmekogumitest, sealhulgas automatiseeritud küberkaitse ja turvalisemate süsteemide väljatöötamine, tagades samas privaatsuse. Veel 2014. aastal avas DARPA oma biotehnoloogiate büroo neurotehnoloogia, sünteetilise bioloogia ja nakkushaiguste leviku pealtkuulamise uurimiseks. Samuti kahekordistatakse kvantfüüsika uuringuid ning leiutatakse uusi keemiaid ja materjale.

Copyright © Kõik Õigused Kaitstud | 2007es.com