Goedkope bolvormige antenne moet gps-ontvangst verbeteren

Een bolvormig type antenne moet gps-signalen vooral in steden en binnen gebouwen betrouwbaarder maken. Met de bolvormige antennes zou locatiebepaling nauwkeuriger worden, omdat rondketsende signalen weggefilterd worden.

De antennes werden ontwikkeld door het US Air Force Institute of Technology in samenwerking met het Australische bedrijf Locata Corperation. Laatstgenoemd bedrijf heeft ervaring met plaatsbepalingstechnologie, waarop de antennetechnologie gestoeld is. De antennes, die VRay-antennes genoemd worden, maken gebruik van een techniek die 'beamforming' genoemd wordt. Daarbij worden de signalen van verschillende ontvangers gecombineerd en gefilterd. De gps-signalen die niet direct, maar via omwegen zoals reflecties tegen gebouwen binnenkomen, worden weggefilterd om een accurater signaal te genereren.

De beamforming VRay-antenne van de Amerikanen en Australiërs is nog een grote bol met daarop verschillende antennes. Die antennes staan in contact met een gezamenlijke ontvanger, wat de kosten met vergelijkbare antennes drukt: daarbij heeft elke antenne zijn eigen ontvanger. Bij de VRay-antenne wordt de ontvanger met vaste intervallen steeds aan een andere antenne gekoppeld door middel van een proces dat time-multiplexing genoemd wordt.

Vooralsnog is het ontwerp van de Vray wat lomp, maar op termijn moeten kleinere en goedkopere varianten ontwikkeld worden. Onder meer voertuigen zouden met de VRay-antennes kunnen worden uitgerust en zo hun plaats in steden accurater kunnen bepalen.

Helaas!
De video die je probeert te bekijken is niet langer beschikbaar op Tweakers.net.

IT-banen

Reacties (26)

Titan_Fox 24 september 2013 17:00

Dit idee lijkt me niet heel erg nieuw :

http://static.panoramio.com/photos/large/12887396.jpg

Dergelijke constructies voor radar ("Radomes") bestaan al sinds de vorige eeuw. Het enige verschil dat ik in feite zie is dat er i.p.v. radar nu gebruik wordt gemaakt van GPS-antennes.

Wolfensteijn @Titan_Fox • 24 september 2013 17:04

Die domes zijn puur een bescherming rond de eigenlijke antenne heen. Binnen in die bol/dome draait een radar antenne gewoon netjes rond, zonder dat het mechaniek en de antenne door het weer beïnvloed kan worden.

Daarnaast zijn die bollen een heel eind groter dan de vray antenne die hier gedemonstreerd wordt. Wel wat aan de grote kant voor direct gebruik, maar blijkbaar zijn ze nu in theorie al klein genoeg te maken voor voortuigen, dus misschien later ook voor mobiele toepassingen.

pe1dnn @Titan_Fox • 24 september 2013 18:11

Nee, dit is meer zoals ook LOFAR werkt, door combineren van signalen van verschillende antennes worden gemeenschappelijke signalen versterkt (die van boven komen) en storing (signalen die van opzij komen of maar door enkele antennes ontvangen wordt) weggefilterd. Zo kan men waarnemingen doen in banden waar zich ook radiosignalen bevinden, die "storing" kan men zo wegfilteren.

Echter zoals het artikel al zegt is traditioneel elke locatie een complete antenne+ontvanger; wat dit ontwerp bijzonder maakt is dat er maar 1 ontvanger is. Waar LOFAR signalen simultaan opvangt doet deze ontvanger dat dus van elke antenne snel achter elkaar.

Omdat de waarnemingen van alle antennes niet op exact hetzelfde moment plaatsvinden zal het wel een stuk moeilijker zijn om gemeenschappelijke signalen van de storing (reflecties in dit geval) te onderscheiden. Ik heb geen idee hoe ze dat doen maar als dat lukt is het wel een knap stukje signaal verwerking.

Anoniem: 154887 24 september 2013 17:25

Is GPS in voertuigen zo'n probleem dan, gezien de laatste paragraaf?

Ik rijd bijna wekelijks in Brussel, Londen en Frankfurt rond en nog nooit heb ik een GPS signaal storing gehad in smalle straten met hoge gebouwen. Ook in tunnels en afritten in tunnels gaat alles goed (ik vermoed dat het stuur en snelheidsmeter ook mee geïnterpreteerd worden, of zelfs een gyroscoop?).

@bigbadbull; graag mijn hele reactie lezen... Ik schrijf duidelijk dat zelfs afritten in tunnels perfect gaan (zo zijn er veel in Brussel). Mijn auto is trouwens een BMW 5 serie F11, dus ik vermoed dat er wel wat techniek in zit. Maar alles gaat dus gewoon goed, ook zoals hierboven reeds gezegd in tunnels waar even geen GPS signaal is.

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 154887 op 23 juli 2024 10:23]

bigbadbull @Anoniem: 154887 • 24 september 2013 17:41

neem eens een verkeerde afrit in een tunnel.
Je zal zien dat je gps gewoon je route blijft volgen.

Eigenaardig genoeg is er een aantal jaar geleden net een gps chip ontwikkeld die net meer reflecties meeneemt, om zo (met wat extra vertraging) toch sterkere signalen zou kunnen opvangen.

Joecatshoe @bigbadbull • 24 september 2013 18:04

Met de beste antenne ga je in een tunnel waarschijnlijk nog geen ontvangst hebben.
Hij heeft een punt, voor particulier gebruik is dit echt niet nodig/geen vraag naar. Misschien voor militaire of commerciële toepassingen wel.

[Reactie gewijzigd door Joecatshoe op 23 juli 2024 10:23]

leuk_he @Anoniem: 154887 • 24 september 2013 19:54

In ingebouwde navigatie gebruikt hij vaak idd stuur en de snelheid. Maar als je in een ondergrondse parkeergarage veel draait zie je hem dan tenslotte toch de verkeerde kant op gaan. Niet erg, voor gewoon verkeer voldoet het zoals je zelf merkt beter dan een losse navigatie die je af en toe op een parralelweg plaatst

MSalters

Wetenschap
Gps
R&d

@leuk_he • 25 september 2013 10:44

Niet stuur, maar snelheidverschil tussen de wielen. Die informatie is toch al beschikbaar omdat de ABS het nodig heeft. Moderne navigatie kan zelfs alle de ABS informatie van 4 wielen gebruiken.

Gyroscopen werken ook wel goed, maar zijn financieel onaantrekkelijk omdat het een extra sensor is.

Amadeus1966 24 september 2013 20:08

heb op de vracht nog nooit geen problemen ondervonden, behalve dan in de grote tunnelbuizen zoals in zwitserland.
Maar dat is toch maar recht toe recht aan
dus de hier besproken problemen komen mij iig vreemd voor.

BAS80 @Amadeus1966 • 24 september 2013 20:28

heb op de vracht nog nooit geen problemen ondervonden,....

Zwitserland, dus een 3 asser/combi?. Daarmee kom je niet de straatjes door in hart centrum waar ik kom. Ik heb alleen een motorwagen met slaaphut.

Amadeus1966 @BAS80 • 25 september 2013 00:06

Ja idd een trekker oplegger
En ja, mocht alleen maar die wazige terreinen op

Alleen in Laussanne moest ik eens een keer lossen in de binnenstad bij een soort groothandel.
Vlak tegen een spoor aan, een één of andere rotonde tegen de rijrichting oprijden en dan achteruit de parkeerplaats op.

Ik heb nu helemaal geen wagen meer.....weinig werk in het noorden

paradoXical 25 september 2013 09:34

Ik kan nog wel meer toepassingen bedenken. Nu het seizoen voor wielrennen weer over is en ik op de MTB stap, heb ik weer veel last van de nog steeds volle bladerdekken in het bos, GPS signaal is daar dan ook erg slecht. En dit is ook met de duurdere GPS-trackers zo, helaas. Ik zie zo'n betere antenne wel zitten, moet ie nog wat kleiner worden natuurlijk

MSalters

Wetenschap
Gps
R&d

@paradoXical • 25 september 2013 10:47

Betere antennes zijn grotere antennes. GPS signaalsterkte is orde-grootte pW/cm2, en een picoWatt is niet veel.

poktor 24 september 2013 17:13

Op zich een goed idee: door de signalen van meerdere antennetjes in de bol met elkaar te vergelijken en looptijdverschillen weg te filteren, hou je een schoon en accuraat signaal over. nu maar hopen dat het bolantennetje voldoende ontvangst en versterking biedt om ook in de binnenstad en tussen bomen goed te werken. Dat wil namelijk nogal vaak een probleem zijn.

BAS80 24 september 2013 19:52

Ohh ja ja Hebben!!!

Als ik een paar aflever adressen in Brussel-centrum of Antwerpen-centrum heb gaat mijn TomTom compleet over zijn nek door de vele hoogbouw en signaal interventie. Nou dan moet je goed je route in kop hebben of goede kennis van het plaatselijke wegennet hebben wil je niet compleet mesjogge worden. Gelukkig is dat bij mij wel het geval maar het is erg irritant als de Tomtom denkt dat je straat verderop rijdt.

Vanuit mijn vrachtwagen die middelhoog is kijk ik precies bij iemand in de auto, en als je daarin het centrum rijd heb je tijd zat om je heen te kijken. Regelmatig zie ik dat mensen ruzie met hun navigatie hebben door of geen GPS singaal of dat de Tomtom denkt dat je een straat cq. blok verderop staat.

Ene zo lomp is die Vray niet, hij past wel onder de windluifel van mijn vrachtwagen.

[Reactie gewijzigd door BAS80 op 23 juli 2024 10:23]

Mammoth 25 september 2013 08:41

Ik zie meerdere reacties van mensen die zeggen dat ze ontvangst hebben in steden. Daar gaat dit artikel niet over.
Dit antenne systeem is gemaakt om multipath signalen te filteren. Omdat de signalen meerdere keren binnenkomen kan er geen precieze locatie worden berekend. Want de data waar je mee rekent is onbetrouwbaar.
Hierdoor lijkt het alsof je opeens enkele tientallen of honderden meters verder weg bent.
Dit komt vaak voor in gebieden met hoogbouw.
Ik ben benieuwd hoe dit verder wordt ontwikkeld.

MSalters

Wetenschap
Gps
R&d

25 september 2013 10:55

Ik zie dit ontwerp niet zo zitten.

GPS is een extreem zwak signaal. De ruis is sterker dan het signaal! (Technisch: SNR van -6 dB) Je moet daarom meerdere herhalingen van het signaal opvangen om met zekerheid te kunnen zeggen dat je het goed ontvangen hebt. Dat kost tijd.

Het probleem nu is dat deze ontvanger te weinig processing hardware aan boord heeft, en door middel van time multiplexing maar een korte tijd naar elke antenne luistert. Dat is in het algemeen niet genoeg.

Als je dit in de woestijn gaat testen, in een ruisarme omgeving, dan zal het wel werken - ook met reflecties. Maar in een stedelijke omgeving, met 3G en 4G netwerken, met Wifi en nog veel meer storingsbronnen zal het niet meer werken.

Je zult dus meerdere ontvangers moeten gebruiken, zodat je van die time multiplexing af bent. Dan werkt de beamforming wel, maar het heeft natuurlijk consequenties voor de prijs. De uitsmijter van het artikel - dat goedkopere versies nodig zijn - is dus erg optimistisch.