@ 2016.10.17 , 16:15
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无需卫星信号的下一代导航系统SOP

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GPS是一项杰出的导航系统——除非你突然失去信号。如果你在陌生的地方开车,这是很糟的事情。如果是自动驾驶汽车,这堪比灾难。于是加州大学河畔分校的知觉、智能与导航自动系统实验室在Zak Kassas的带领下正在研发一种不一样的导航系统,它使用次级无线电信号,比如手机信号和WiFi,来辅助GPS系统或者作为一种高度可靠、连贯和防干扰的独立导航系统。

目前全球有两套卫星导航系统,美国的GPS和俄国的GLONASS,欧洲的伽利略系统将在未来几年内全面上线,中国的北斗系统也将在2020年覆盖全球。尽管这些系统给导航、调查和其他领域带来革命性的变化,但是GPS和相关系统仍然有巨大的改进空间。GPS信号生来就相对微弱,需要通过好几颗卫星才能确定位置,所以建筑密集或者多山的地区就会影响其工作。此外,GPS信号会被有意无意地干扰或欺骗,因为其缺乏加密和保护。

在军事领域,从潜艇到单兵都配备了补充系统,使用惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)通过加速度计和罗盘根据上一次有效GPS定位计算位置,但是这些只能在有限的时间里起作用。

未来厘米级的GPS呼之欲出,但即使结合了GPS和INS,也并不能满足自动驾驶汽车和无人机的需求。设计师们又回过头来使用雷达、激光雷达、摄像头和其他感应器来弥补缺陷,Kassas对这些嗤之以鼻,称它们都是“战五渣”方法,而且都过于复杂了。

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他的团队正在研发一种基于「泛在无线信号」(Signals Of Opportunity,SOP)的系统,比如WiFi、信号塔、无线电、电视台以及非导航卫星的信号。这有点类似智能手机上的定位软件根基WiFi和手机信号提供定位精确度的方法。这一方法就是利用环境中不同的无线信号让GPS定位更加精确,或者在GPS失去信号时代替它。

为了做到这一点,团队对SOP进行了理论分析,建造了一个能够从SOP中读取时间和位置信息的软件定义无线电,并在无人机和地面车辆实验之前创造了导航算法。他们希望这可以让未来的自动驾驶车辆更加安全和实用。

“自动驾驶工具将不可避免地带来一场社会与文化革命,”Kassas说。“我的团队就在应付实现低成本和可靠的自动驾驶工具中所遇到的挑战。我们的目标是让这些工具可以长时间不依赖人类运行,同时可以开展诸如搜索、营救、监视、绘图、农业、灭火、物流以及交通任务。”

他们的研究已经在2016全球导航卫星系统协会大会上呈现,以下的视频简要介绍了SOP系统:

本文译自 newatlas,由译者 许叔 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 27+1

  1. 三砖头
    @11 months ago
    3283193

    现实中的科技总是追随影视中的科技

    [3] XX [10] 回复 [0]
  2. 3283194

    是要和北斗竞争么?上次看过一个视频,一位北斗女负责人说北斗被破解的难度很高,“或许穿越回以前,通过参与北斗设计来进行破解的可能性更高”

    [8] XX [27] 回复 [0]
  3. 3283204

    再怎么抛开,最后还是得用GPS校对位置。
    另外,其实国内考勤用软件已经在用基站定位了。欧美这次落后多了。。。

    [14] XX [2] 回复 [0]
  4. 3283206

    @碧海: 说的有点过了,不就是一个加密算法么。有种吧这种算法公布一下,看看那些数学达人有没有能力给你逆向出来。
    我加密学老师说过,不公的算法不一定安全。。。况且美国破解他也不会说。。。所以谁被打脸还是看以后吧。

    [23] XX [14] 回复 [0]
  5. 幕后煮屎者
    @11 months ago
    3283222

    @fff:这个导航其实就是现在手机导航的升级版,手机结合Wi-Fi、GPS、蜂窝移动网络、蓝牙四种导航方式,这也是为什么苹果手机能秒定位的原因(安卓也可以,但是每个可以单独关掉,有些人关掉就不能秒定位了)。出了城市还是得靠GPS。

  6. Turbocharger
    @11 months ago
    3283224

    @fff: 只是民码被破解了,军码不是几个数学达人就能搞定的。

  7. 3283229

    @Turbocharger: 其实也不算破解 那段码本来就是要公开的 算是对之后寻码的导引码 当时还没公布而已。当时国内还在考虑这件事情怎么处理 要不要处分那个博士 还是杨元喜院士保下来的

  8. you_know_who
    @11 months ago
    3283238

    量子导航,手机上装一个!

  9. 王子衡
    @11 months ago
    3283268

    煎蛋导航

  10. 朝鲜央行行长
    @11 months ago
    3283274

    @三砖头: @Turbocharger: 然而军出自于民

  11. 3283281

    北斗不是商用了吗?原文有误吧。

  12. lbSeevdo
    @11 months ago
    3283314

    这个系统是不是只适用于聚落,荒郊野外还是要靠卫星?

  13. 3283333

    @碧海: 当年怀揣着Enigma的纳粹也是这么认为的。
    既然是密码学专业内的人,就应该知道哪些牛逼可以吹,哪些不能吹。

    [17] XX [1] 回复 [0]
  14. 3283345

    大致翻译成
    索普

  15. kakatris
    @11 months ago
    3283389

    是谢耳朵他们做的那个吗?

  16. 魔能野猪
    @11 months ago
    3283452

    A-GPS早就有了

  17. Dgfggfgff
    @11 months ago
    3283456

    重复建设,浪费严重,英国脱欧,是不是也搞个女王导航系统?1S1S搞个黑袍系统?基友搞个公对公系统?政治只是表面,圈钱才是原因。有些人给他十个地球不够,巴不得每个国家一套标准,所谓民族的必是不多余的吧,所以秦始皇看到尼玛几十套标准,导个航都要八个芯片,砍掉七个,儒生如丧考妣

    [4] XX [18] 回复 [0]
  18. 大叫驴
    @11 months ago
    3283595

    类似于之前的被动雷达技术吧,不同在于用已知的无线电台坐标构建电波地图,然后根据接收机的信号分布和场强定位导航,各种电台充当了灯塔…

  19. 门房秦大爷
    @11 months ago
    3283654

    @大叫驴: 其实主要是通过电磁波相位差做定位的,用各种信号来做,总觉得精度不够,不去直接用固定站

  20. 3283701

    @碧海 有传言民用信号已经被一个清华的女的破解,她因此在美国得奖了

  21. 西沙小鸟
    @11 months ago
    3283741

    来到我们大草原可怎么办

  22. 3283770

    原理不懂,但应用方面有个设想。和自动驾驶结合再加上车间通讯,未来交通或许很美好。

  23. 3284001

    比如立体打击手机用户

  24. 3284146

    战争时,卫星信号都保不住,还有wifi?

  25. 代价就是打开
    @11 months ago
    3284325

    @Butters: @fff: 你们好歹都上过课的,思想别停留在上个世纪好吗?现代密码都是讲究一个体系的。剩下的我就不多说了。

  26. 3284516

    @Turbocharger: 单人升上去太空,把所有传感器说引线接多一条出来连接到不加密的芯片上,再加码通过天线传出来,这不就破解了么。

  27. 3284672

    @Dgfggfgff: 大家一起开全图?

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