في كبرى المدن العالمية، حيث تعانق ناطحات السحاب الغيوم، تفقد تقنية تحديد المواقع العالمية (GPS) بوصلتها وتنهار دقتها. لكن هذا الكابوس الملاحي يواجه اليوم منافسه الأذكى على الإطلاق «نظام SmartNav المبتكر».

دقة خارقة بمستقبل آمن

كشف باحثون من الجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا (NTNU) عن تطويرهم لنظام «SmartNav»، وهو محرك تحديد مواقع جديد يعد بحل مشكلة «الوديان الحضرية» (Urban Canyons) التي تسبب الفوضى في أنظمة الملاحة التقليدية.

الوديان الحضرية هي تلك المناطق المكتظة بالمباني العالية التي تحجب إشارة الأقمار الاصطناعية المباشرة وتؤدي إلى ارتداد الإشارات وتأخيرها (Multi-path Effect)، ما يتسبب في أخطاء ملاحية تصل إلى عشرات الأمتار، وهو ما يهدد بانهيار موثوقية المركبات ذاتية القيادة وتطبيقات الملاحة الدقيقة.

معدات احترافية باهظة

يقوم نظام SmartNav على دمج ثلاث ركائز تكنولوجية معقدة لتقديم دقة غير مسبوقة، حيث تحليل الموجات (Phase-Only Positioning) بدلاً من الاعتماد على «رمز» الإشارة الذي يتشوه بسهولة عند انعكاسه على المباني، يركز SmartNav على خصائص موجة الراديو نفسها. هذا النهج ليس جديداً ولكنه كان يتطلب في السابق معدات احترافية باهظة الثمن أو العمل في مساحات مفتوحة. نجح باحثو NTNU في تكييفه للعمل مع أجهزة استقبال GPS منخفضة التكلفة (كالموجودة في الهواتف الذكية). مع الاعتماد على نماذج المباني ثلاثية الأبعاد (3D Building Models)، حيث يستخدم النظام بيانات الخرائط ثلاثية الأبعاد للمدن (مثل تلك التي توفرها شركات كجوجل). تساعد هذه النماذج في محاكاة مسار الإشارة المرتدة من الجدران الزجاجية والخرسانية. وتحديد الأقمار الاصطناعية التي يجب أن تكون محجوبة فعلاً بفعل المباني ومقارنتها بالإشارات المستلمة لتحديد الموقع بدقة أكبر.

كما يدمج SmartNav البيانات التصحيحية من شبكات الملاحة الفضائية الأخرى، مثل نظام جاليليو الأوروبي (Galileo)، بالإضافة إلى دمج بيانات أجهزة الاستشعار الأخرى في السيارة أو الهاتف لتحسين تقديرات الموقع.

نتائج مذهلة وتطبيقات فورية

أظهرت الاختبارات التي أجراها الباحثون في مدينة تروندهايم (Trondheim) النرويجية نتائج خارقة تجاوزت توقعاتهم حقق النظام دقة تصل إلى أفضل من 10 سنتيمترات (4 بوصات) في 90% من الوقت، حتى في ظروف «الوديان الحضرية» القاسية. هذه الدقة العالية تفتح الباب على مصراعيه لجعل القيادة الذاتية آمنة وموثوقة في البيئات الحضرية المزدحمة.

الأهم هو أن SmartNav يَعِد بتوفير دقة تضاهي المعدات الاحترافية المكلفة، باستخدام أجهزة الاستقبال منخفضة التكلفة الموجودة بالفعل في متناول الجميع، ما قد يحدث ثورة في الملاحة الشخصية والنقل الذكي عالمياً.

هذا الابتكار، الذي نشره الباحثون كـمحرك تحديد مواقع (Positioning Engine) مفتوح المصدر (وليس منتجاً تجارياً بعد)، يمثل قفزة نوعية نحو حل أحد أكثر التحديات إلحاحاً في تكنولوجيا المعلومات والنقل المستقبلي.