Una cura para el GPS urbano: una antena 3-D

Un nuevo diseño de antena que está probando la Fuerza Aérea de los EE. UU. Podría hacer que el GPS sea significativamente más confiable y capaz de funcionar en áreas urbanas densas donde la precisión del GPS es débil. Incluso podría permitir que la tecnología funcione en interiores en algunos casos.

Receptor redondo: Esta antena del tamaño de una pelota de fútbol puede permitir lecturas GPS más precisas al distinguir las señales que provienen directamente de un satélite de posicionamiento de las que rebotan en los edificios.

Es difícil obtener buenas lecturas de GPS en las ciudades debido al fenómeno de trayectorias múltiples: las señales de los satélites de posicionamiento rebotan en los edificios y otras estructuras. Eso confunde a los receptores de GPS, que calculan su ubicación sabiendo exactamente cuánto tiempo tardaron en llegar las señales de los satélites aéreos.

Una señal que ha rebotado tarda más en llegar que si hubiera viajado directamente, enturbiando las matemáticas de un receptor y enviando lecturas de ubicación a decenas o cientos de metros. Los teléfonos inteligentes y las unidades de GPS en el automóvil a menudo tienen que determinar su ubicación real analizando mapas y obteniendo una serie de lecturas a lo largo del tiempo.

El Instituto de Tecnología de la Fuerza Aérea ahora está tratando de abordar ese problema con una antena capaz de reconocer e ignorar las señales GPS de múltiples rutas. El proyecto se basa en un diseño inventado por Arrendado , una empresa con sede en Canberra, Australia. El instituto está probando el prototipo de prueba de concepto del tamaño de una pelota de fútbol de la compañía y planea adaptarlo en versiones que se ajusten al armazón de un Humvee o un avión, o que puedan integrarse en cascos.

Mientras el ejército de los EE. UU. Intenta automatizar aviones y otros vehículos, debe confiar en el GPS para saber dónde se encuentran. Nunzio Gambale, cofundador y director ejecutivo de Locata, dice que lo que desarrolla la Fuerza Aérea tiene muchas posibilidades de llegar a los civiles, ya que la mayoría de la tecnología GPS en los teléfonos inteligentes y las ayudas a la navegación se originó en los militares.

Los requisitos del ejército ahora convergen con los requisitos de Apple y Google, dice. Todos quieren usar estos dispositivos de rastreo de ubicación en interiores y en áreas urbanas donde la gente dice que el GPS nunca funcionará.

La antena de Locata tiene muchos elementos diferentes que se pueden activar individualmente. En el prototipo actual hay 80 elementos de este tipo colocados alrededor de una esfera. Encender cada elemento individualmente durante aproximadamente un milisegundo hace posible que un receptor detecte no solo la fuerza sino también la dirección de las señales entrantes, comparando lo que detectan los elementos en diferentes partes de la antena.

Eso hace posible ignorar las señales de GPS que han rebotado en favor de las puras que provienen directamente de un satélite. Es como si me estuvieran quitando las anteojeras, dice Gambale. Él cree que, en algunas circunstancias, el nuevo diseño de la antena podría incluso permitir lecturas de GPS en interiores, donde los efectos de trayectos múltiples son extremadamente fuertes y las señales de los satélites de posicionamiento son extremadamente débiles.

Construir antenas a partir de varios elementos no es una idea nueva. Pero estos diseños tradicionalmente tenían cada elemento controlado por su propia radio, lo que provocaba que diferentes elementos interactuaran entre sí de maneras que requerían un complejo procesamiento adicional para su limpieza. En el diseño de Locata, todos los elementos se conectan a una sola radio. La secuencia de señales que produce a partir de diferentes elementos de antena se puede procesar con relativa facilidad.

Todd Humphreys , profesor del laboratorio de geoposicionamiento de la Universidad de Texas, dice que el diseño de Locata es prometedor porque puede ser mucho más barato que los intentos anteriores de abordar el problema de las múltiples rutas. Sin embargo, advierte que este enfoque para el diseño de antenas requiere un gran receptor, por lo que por ahora será práctico solo en aplicaciones militares.

Locata deja que las Fuerzas Aéreas determinen qué tan práctica puede ser la antena 3-D. Gambale dice que su compañía, en cambio, se enfoca en usar la tecnología para mejorar una tecnología que compite con el GPS: un sistema de balizas de ubicación terrestres que permite lecturas de ubicación dentro de centímetros (consulte Correcciones de ubicación ultrafinas). El año pasado, la Fuerza Aérea de los EE. UU. Encargó un sistema Locata para el campo de misiles White Sands en Nuevo México. Locata también está trabajando para vender sistemas a empresas que operan minas y almacenes.

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