Un remède pour le GPS urbain : une antenne 3D

Une nouvelle conception d'antenne testée par l'US Air Force pourrait rendre le GPS beaucoup plus fiable et capable de fonctionner dans les zones urbaines denses où la précision du GPS est faible. Cela pourrait même permettre à la technologie de fonctionner à l'intérieur dans certains cas.

Récepteur rond : Cette antenne de la taille d'un ballon de football peut permettre des lectures GPS plus précises en distinguant les signaux provenant directement d'un satellite de positionnement de ceux qui ont rebondi sur les bâtiments.

De bonnes lectures GPS sont difficiles à obtenir dans les villes en raison du phénomène des trajets multiples : les signaux des satellites de positionnement rebondissent sur les bâtiments et autres structures. Cela perturbe les récepteurs GPS, qui calculent leur position en sachant exactement combien de temps il a fallu pour que les signaux arrivent des satellites au-dessus.

Un signal qui a rebondi met plus de temps à arriver que s'il avait voyagé directement, brouillant les calculs d'un récepteur et envoyant des lectures de position à des dizaines ou des centaines de mètres. Les smartphones et les unités GPS embarquées doivent souvent déterminer leur véritable emplacement en analysant des cartes et en obtenant une série de lectures au fil du temps.

le Institut de technologie de l'armée de l'air essaie maintenant de résoudre ce problème avec une antenne capable de reconnaître et d'ignorer les signaux GPS à trajets multiples. Le projet s'appuie sur un design inventé par Loué , une société basée à Canberra, en Australie. L'institut teste le prototype de preuve de concept de la taille d'un ballon de football de l'entreprise et prévoit de l'adapter dans des versions qui pourraient être conformes au cadre d'un Humvee ou d'un avion, ou être intégrées dans des casques.

Alors que l'armée américaine essaie d'automatiser les avions et autres véhicules, elle doit s'appuyer sur le GPS pour savoir où ils se trouvent. Nunzio Gambale, cofondateur et PDG de Locata, affirme que ce que l'Air Force développe a de bonnes chances de se répercuter sur les civils, car la plupart des technologies GPS dans les smartphones et les aides à la navigation proviennent de l'armée.

Les exigences de l'armée convergent désormais avec les exigences d'Apple et de Google, dit-il. Tout le monde veut utiliser ces dispositifs de localisation à l'intérieur et dans les zones urbaines où les gens disent que le GPS ne fonctionnera jamais.

L'antenne de Locata a de nombreux éléments différents qui peuvent être activés individuellement. Dans le prototype actuel, il y a 80 de ces éléments positionnés autour d'une sphère. Allumer chaque élément individuellement pendant environ une milliseconde permet à un récepteur de détecter non seulement la force mais aussi la direction des signaux entrants, en comparant ce qui est détecté par les éléments sur différentes parties de l'antenne.

Cela permet d'ignorer les signaux GPS qui ont rebondi au profit de signaux purs provenant directement d'un satellite. C'est comme si les œillères tombaient, dit Gambale. Il pense que dans certaines circonstances, la nouvelle conception de l'antenne pourrait même permettre des lectures GPS à l'intérieur, où les effets de trajets multiples sont extrêmement forts et les signaux des satellites de positionnement sont extrêmement faibles.

Construire des antennes à partir de plusieurs éléments n'est pas une idée nouvelle. Mais ces conceptions avaient traditionnellement chaque élément contrôlé par sa propre radio, faisant interagir différents éléments les uns avec les autres d'une manière qui nécessitait un traitement supplémentaire complexe pour le nettoyage. Dans la conception de Locata, tous les éléments se connectent à une seule radio. La séquence de signaux qu'elle produit à partir de différents éléments d'antenne peut être traitée relativement facilement.

Todd Humphrey , professeur au laboratoire de géopositionnement de l'Université du Texas, affirme que la conception de Locata est prometteuse car elle peut être beaucoup moins chère que les tentatives précédentes pour résoudre le problème des trajets multiples. Cependant, il prévient que cette approche de la conception des antennes nécessite un grand récepteur, donc pour l'instant, elle ne sera pratique que dans les applications militaires.

Locata laisse à l'Air Force le soin de déterminer dans quelle mesure l'antenne 3D peut être pratique. Gambale dit que son entreprise se concentre plutôt sur l'utilisation de la technologie pour améliorer une technologie concurrente du GPS : un système de balises de localisation au sol qui permet des lectures de localisation à quelques centimètres près (voir Corrections de localisation ultra-fines ). L'année dernière, l'US Air Force a commandé un système Locata pour le champ de tir de White Sands au Nouveau-Mexique. Locata travaille également à vendre des systèmes à des entreprises qui exploitent des mines et des entrepôts.

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