» »

Kvantna navigacija brez satelitov

Kvantna navigacija brez satelitov

New Scientist - Orientacija s satelitskim navigacijskim sistemom (npr. GPS ali Galileo) je enostavna in natančna, a za delovanje potrebujemo vsaj tri, raje pa še več vidnih satelitov nad obzorjem. Če teh ni, ker smo v tunelu, na Manhattnu, v tropskem pragozdu ali pod vodo, GPS ne deluje. Britanska vojska pa razvija nov način določanja položaja, ki ne bo potreboval satelitov - imenuje se kvantni kompas.

Kot vse tehnologije, bo tudi kvantni kompas najprej razvit v vojaške potrebe, kasneje pa si lahko obetamo tudi civilno rabo. Aktualni problem so podmornice, ki potopljene ne morejo določati svojega položaja s sateliti. Zato se morajo zanašati na žiroskope in akcelerometre (sešteta navigacija), ki pa imajo omejeno natančnost. Kot priznava vojska, se napak v enem samem dnevu nabere za kakšen kilometer. To pa je nesprejemljivo.

Kvantni kompas sicer deluje manj zanimivo, kot daje slutiti njegovo ime, a naj bi bil približno tisočkrat natančnejši od obstoječih načinov navigacije. Uporabljajo odkritje, ki je leta 1997 prineslo Nobelovo nagrado. Z laserji je atome mogoče ohladiti na vsega nekaj milijonink kelvina, tako da se sesedejo v osnovno stanje, v katerem so silno občutljivi na Zemljino elektromagnetno in gravitacijsko polje. Potem te atome v vakuumu sledimo z drugim laserjem, kar da zelo dobro informacijo o gibanju. Na ta način je navigacija še vedno sešteta, a bistveno natančnejša.

Trenutni prototip sicer meri en meter in ni primere za vgradnjo v prenosne naprave, a do leta 2016 pričakujejo delujočo napravo za podmornice, v petih letih pa bi jih lahko videli tudi v napravah za civiliste. Septembra prihodnje leto bo prvi javni preizkus, ko bodo uporabili milijon zelo hladnih rubidijevih atomov.

Vse ni zlato, kar se sveti, saj je trenutni prototip občutljiv tako na pospeške kakor tudi spremembe v gravitacijskem polju. To bodo morali še razrešiti oziroma izdelati zelo natančne zemljevide jakosti Zemljinega gravitacijskega polja.

47 komentarjev

MrStein ::

Potem de atome v vakuumu sledimo

typo
Motiti se je človeško.
Motiti se pogosto je neumno.
Vztrajati pri zmoti je... oh, pozdravljen!

zee ::

Zelo zanimiv princip, vendar problem vidim v tem, da Zemljino gravitacijsko polje ni staticno ampak zelo zelo dinamicno, zato bi znalo biti merjenje jakosti le-tega sila tezavno.
zee
Linux: Be Root, Windows: Re Boot
Giant Amazon and Google Compute Cloud in the Sky.

next_byte ::

Ali je mogoče narediti GPS kateri bi bil natančen do 0.01 mm? Če ja zakaj ja zakaj ja? Če ne zakaj ne? :)

Relanium ::

S pomočjo večih sistemov in metod bi v laboratoriju najbrž bilo mogoče interpolirati do te mere ja, ampak ne računaj na to.

Zgodovina sprememb…

  • spremenilo: Relanium ()

Mipe ::

zee je izjavil:

Zelo zanimiv princip, vendar problem vidim v tem, da Zemljino gravitacijsko polje ni staticno ampak zelo zelo dinamicno, zato bi znalo biti merjenje jakosti le-tega sila tezavno.

To pove vse:
tisočkrat natančnejši od obstoječih načinov navigacije


Iz tega lahko potegnemo, da so te fluktuacije mnogo manjše od napak GPS sistema. Torej, vse znotraj tolerance. Sicer pa imamo dokaj natančen "gravitacijski" zemljevid Zemlje in ni hudir, da ga ne bi uporabili za normalizacijo. Gravity Recovery and Climate Experiment @ Wikipedia

celada ::

1000× boljsi of trenutnih metod ki so v uporabi pri podmornicah. Torej +-1 m
Asus p5q-pro, 1,5 TB Segate Baraccuda , Sapphire Ati radeon 4850
Core 2 Duo E8400 4Gb rama

Mipe ::

Torej če gre okrog Zemlje, ta podmornica zatava za največ 4-5km.

Popravek, 40-50 metrov, ekvator je 40 tisoč kilometrov.

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: Mipe ()

_commandos_ ::

Zato se morajo zanašati na žiroskope in akcelerometre (slepa navigacija), ki pa imajo omejeno natančnost.


Dobro da nisi prevedel kar v mrtva navigacija. V slovenski navtični literaturi obstaja izraz sešteti položaj oz sešteta navigacija.

Mipe je izjavil:

Torej če gre okrog Zemlje, ta podmornica zatava za največ 4-5km.

Popravek, 40-50 metrov, ekvator je 40 tisoč kilometrov.


Podmornica lahko skrene z kurza in zaluta za še večje oziroma manjše razdalje , ker to je odvisno od vetra/toka ni neke konstante.

bbf ::

eh. 1000x manj od enega kilometra na dan, torej +-1m na dan. koliko naredi podmornica v enem dnevu? top speed sub s cca 70kmh naredi 1680km. torej okoli sveta pride s +-25m natačnostjo - pratkično na isto mesto. muchos boljes od +-25km.

smash ::

če je naprava velika 1 meter, potem je že zdavnaj montirana v podmornice

7982884e ::

next_byte je izjavil:

Ali je mogoče narediti GPS kateri bi bil natančen do 0.01 mm? Če ja zakaj ja zakaj ja? Če ne zakaj ne? :)

uporabiš gps + žiroskope pa imaš, brezveze se truditi z nevem kakšno natančnostjo zgolj gps

Shrike ::

next_byte je izjavil:

Ali je mogoče narediti GPS kateri bi bil natančen do 0.01 mm? Če ja zakaj ja zakaj ja? Če ne zakaj ne? :)


Če si vzameš dovolj časa, lahko poljubno natnačno določiš pozicijo - npr. če si stacionaren in povprečiš dovolj dolgo časa. Na ta način približno delujejo GPS sitemi, ki se jih uporablja npr. v grdbeništvu. Te sistemi tudi uporabljajo Differential GPS (DiffGPS), čim večje število GNSS sistemov (GPS, Glonass, ...) in uporabljajo post procesiranje - postavi se napravo na en kraj, čez nekaj ur (dni) pobereš podatke, daš v računalnik, da jih sprocesira in odstrani vse mogoče vplive pogreškov (odboji, vreme, sonce, napake ur, napake tirnic satelitov, ...) in dobiš zelo natančno pozicijo. V real-time je pa +/-3m še vedno hudo hudo dobra natančnost. Pa seveda vojške naprave so za kakšno dekado bolj natančne.

FlyingBee ::

zakaj Menhetn?

element ::

Visoke zgradbe na Manhattnu blokirajo signal satelitov.

 Manhattan

Manhattan

FlyingBee ::

aha, navedena je bila kot ena od lokacij s visokimi stavbami

borisk ::

_commandos_ je izjavil:

Zato se morajo zanašati na žiroskope in akcelerometre (slepa navigacija), ki pa imajo omejeno natančnost.


Dobro da nisi prevedel kar v mrtva navigacija. V slovenski navtični literaturi obstaja izraz sešteti položaj oz sešteta navigacija.



no to inercijska navigacija?

mujek ::

next_byte je izjavil:

Ali je mogoče narediti GPS kateri bi bil natančen do 0.01 mm? Če ja zakaj ja zakaj ja? Če ne zakaj ne? :)

Natančnost satelitske navigacije se lahko zelo izboljša z uporabo korekcisjkih faktorjev. V sloveniji imamo en sistem ki se imenuje Signal. Malo si preberi in boš videl kaj se da.

chort ::

Dojaja. Pol pa to prosim še zapakirajte v 25cm kocko, da bodo podatki z ROV koncno zgledali cemu podobni. Me pa mal skrbi miniaturizacija za koncne uporabnike, po moje bolj kot ne odpade zaradi precej komplicirane mehanske zgradbe.

V vsakodnevni uporabi so RTK (Real Time Kinematic) GNSS naprave ki s povezavo in prejemanjem korekcij z mreze stalnih baznih postaj lahko dosegajo trenutno natancnost par cm. Tako ima vsak geodet.
Za obmocja brez stalnih postaj (recimo offshore v mednarodnih vodah) lahko uporabis Precise Point Positioning, ki se stvari loti drugace in namesto dolocanja lokalnih popravkov preko stalnih postaj uporablja opazovane tirnice satelitov in opazovano stopnjo meteoroloških komponent napake. Na ta način lahko prideš do natančnosti reda nekaj cm, ampak šele po nasleenji dan ob 19 utc, ko so objavljene rapid orbite satelitov.

Lahko pa, če si statičen, meriš lokacijo n-dolgo, da ti pač en statistični parameter pove da si zdej pa (če mu verjameš) določil lokacijo na 10 mikrometrov ;) si pa že globoko v deformacijah nosilcev zaradi raztezanja. Ne vidim praktične uporabnosti. Na bivši firmi smo delali analize za sistem Galileo, pa se niti pod razno ne morem spomnit prave natancnosti mm/h premikajoce se antene. Reda desetinka mm bi reku.

...:TOMI:... ::

Ljudje nimamo za burek proti naravi. Poglejte si ptice, vsako leto priletijo na isto lokacijo, ob istem času.
Tomi

Sheteentz ::

...:TOMI:... je izjavil:

Ljudje nimamo za burek proti naravi. Poglejte si ptice, vsako leto priletijo na isto lokacijo, ob istem času.


res nimamo za burek. najdi mi ptiča, ki ti bo recitiral šejkspira.

FireSnake ::

_commandos_ je izjavil:

Zato se morajo zanašati na žiroskope in akcelerometre (slepa navigacija), ki pa imajo omejeno natančnost.


Dobro da nisi prevedel kar v mrtva navigacija. V slovenski navtični literaturi obstaja izraz sešteti položaj oz sešteta navigacija.

Mipe je izjavil:

Torej če gre okrog Zemlje, ta podmornica zatava za največ 4-5km.

Popravek, 40-50 metrov, ekvator je 40 tisoč kilometrov.


Podmornica lahko skrene z kurza in zaluta za še večje oziroma manjše razdalje , ker to je odvisno od vetra/toka ni neke konstante.


z kurza?

Dajmo, no. Tako površno še v OŠ ne pišejo.

Zanimiva zadeva, predvsem zato, ker je neodvismo od satelitov, ki si jih, jasno, nekdo lasti.
"In The Sound Of Silence Time Is Standing Still"
Poglej, in se nasmej ----> www.vicmaher.si ;)

...:TOMI:... ::

Sheteentz je izjavil:

...:TOMI:... je izjavil:

Ljudje nimamo za burek proti naravi. Poglejte si ptice, vsako leto priletijo na isto lokacijo, ob istem času.


res nimamo za burek. najdi mi ptiča, ki ti bo recitiral šejkspira.


Hočem reči, da zamemarjamo magnetno polje Zemlje, po moje je to idealni navigator, če bi uporabili algoritme ptičev.
Tomi

ulemek ::

...:TOMI:... je izjavil:

Ljudje nimamo za burek proti naravi. Poglejte si ptice, vsako leto priletijo na isto lokacijo, ob istem času.


Bo kar držalo, ptiči imajo kvantno navigacijo tako miniaturizirano in integrirano, kakršne ljudje še dolgo ne bomo poznali.

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/...

...:TOMI:... je izjavil:

Sheteentz je izjavil:

...:TOMI:... je izjavil:

Ljudje nimamo za burek proti naravi. Poglejte si ptice, vsako leto priletijo na isto lokacijo, ob istem času.


res nimamo za burek. najdi mi ptiča, ki ti bo recitiral šejkspira.


Hočem reči, da zamemarjamo magnetno polje Zemlje, po moje je to idealni navigator, če bi uporabili algoritme ptičev.


Algoritem ptiča bi sicer zelo težko pridobil, empirično (s poizkusi) bi dobil nek približek, kako dober pa bog si ga vedi. Ampak ja, ideja je nora, bioniko in naravo precej zapostavljamo.

Zgodovina sprememb…

  • spremenilo: ulemek ()

Phantomeye ::

...:TOMI:... je izjavil:

Ljudje nimamo za burek proti naravi. Poglejte si ptice, vsako leto priletijo na isto lokacijo, ob istem času.


Ljudje nimamo za burek?? resno? Ljudje smo EDINE živeli, ki smo sposobne (na tako visokem nivoju) simulirat sposobnosti (evolucijske prednosti) drugih živali.

...:TOMI:... ::

Verjemi, da smo še precej v kameni dobi, kar se tiče naših raziskav in znanja. Poznamo samo kapljo v morju vsega znanja, ki ga narava že uspešno uporablja.
Tomi

smash ::

Teb naj verjamem? Al kaj? Kaj naj ti verjamem? Kako pa ti to vse veš?

kako veš, da nismo pogruntali že 80% vseh stvari?

Zgodovina sprememb…

  • spremenilo: smash ()

Phantomeye ::

...:TOMI:... je izjavil:

Verjemi, da smo še precej v kameni dobi, kar se tiče naših raziskav in znanja. Poznamo samo kapljo v morju vsega znanja, ki ga narava že uspešno uporablja.


ampak mi SMO produkt narave. Mi smo produkt tega 'znanja'. Nismo zunanji opazovalci. Zato ne razumem, zakaj ljudje nimamo za burek, ptiči pa neverjetni, ča nas je vse narava 'ustvarila''

...:TOMI:... ::

Mi nimamo za burek glede navigacije, ravno tako, kot priči nimajo za burek, ko je treba voziti avto.

Naša obstoječa navigacija je neuporbna v določenih razmerah, ne dela povsod, kot je opisano že v članku.
Tomi

7982884e ::

proti ptičom imamo za burek, oni so sposobni samo sever/jug določit
50 let nazaj so šli na luno z inercijsko navigacijo

mn ::

7982884e je izjavil:

proti ptičom imamo za burek, oni so sposobni samo sever/jug določit
50 let nazaj so šli na luno z inercijsko navigacijo


V bistvu sem jaz z navadnim kompasom verjetno toliko točen kot ptiči :) Z navadnim papirnatim zemljevidom pa pridem do velikega dela zemeljske oble, čeprav tam še nisem bil. Sedaj mi pa najdi ptiča, ki zna v Frankfurt čeprav tam še ni bil :)

7982884e ::

saj na to sem ciljal, zato sem napisal da imamo za burek, ne da nimamo

fosil ::

Tole bo pa kar težko dovolj pomanjšat da bo šlo recimo v telefon.
Tako je!

smash ::

vprašanje kako je s ptiči pod vodo :)

_commandos_ ::

FireSnake je izjavil:

_commandos_ je izjavil:

Zato se morajo zanašati na žiroskope in akcelerometre (slepa navigacija), ki pa imajo omejeno natančnost.


Dobro da nisi prevedel kar v mrtva navigacija. V slovenski navtični literaturi obstaja izraz sešteti položaj oz sešteta navigacija.

Mipe je izjavil:

Torej če gre okrog Zemlje, ta podmornica zatava za največ 4-5km.

Popravek, 40-50 metrov, ekvator je 40 tisoč kilometrov.


Podmornica lahko skrene z kurza in zaluta za še večje oziroma manjše razdalje , ker to je odvisno od vetra/toka ni neke konstante.


z kurza?

Dajmo, no. Tako površno še v OŠ ne pišejo.


Kaj pa če bi prvo ti odprl SSKJ in potem bil pameten



Na vadi sklanjanje g.Toporišič
-pluti po kurzu
-skreniti s kurza

...:TOMI:... je izjavil:

Sheteentz je izjavil:

...:TOMI:... je izjavil:

Ljudje nimamo za burek proti naravi. Poglejte si ptice, vsako leto priletijo na isto lokacijo, ob istem času.


res nimamo za burek. najdi mi ptiča, ki ti bo recitiral šejkspira.


Hočem reči, da zamemarjamo magnetno polje Zemlje, po moje je to idealni navigator, če bi uporabili algoritme ptičev.


Ljudje smo presegli te "ptičje" algoritme samo z uporabo trigonometrije in te lepe naprave, katera za svoje delovanje ne potrebuje ničesar drugega kot jasno nebo.
 sextant

sextant

s6c-gEL ::

Phantomeye je izjavil:

...:TOMI:... je izjavil:

Ljudje nimamo za burek proti naravi. Poglejte si ptice, vsako leto priletijo na isto lokacijo, ob istem času.


Ljudje nimamo za burek?? resno? Ljudje smo EDINE živeli, ki smo sposobne (na tako visokem nivoju) simulirat sposobnosti (evolucijske prednosti) drugih živali.

Ljudje so EDINE živeli, ki aktivno zastrupljajo svoje bivansko okolje in s tem celotno verigo v ekosistemu (ter vse drugo floro & favno).
Zelo impresivno ;((.

Zgodovina sprememb…

  • predlagalo izbris: smash ()

Mipe ::

Ne, nismo. Je cel kup škodljivih organizmov.

Seveda pa ne morejo tekmovati z nami...

smash ::

s6c-gEL je izjavil:

Phantomeye je izjavil:

...:TOMI:... je izjavil:

Ljudje nimamo za burek proti naravi. Poglejte si ptice, vsako leto priletijo na isto lokacijo, ob istem času.


Ljudje nimamo za burek?? resno? Ljudje smo EDINE živeli, ki smo sposobne (na tako visokem nivoju) simulirat sposobnosti (evolucijske prednosti) drugih živali.

Ljudje so EDINE živeli, ki aktivno zastrupljajo svoje bivansko okolje in s tem celotno verigo v ekosistemu (ter vse drugo floro & favno).
Zelo impresivno ;((.


smo pa tudi edini, ki bomo v prihodnosti obvladali naravo, jo spreminjali in si jo v celoti prilagodili

Mipe ::

Če nas ne bo prej zradiral kak malo večji kamen iz vesolja. Narava zna biti dokaj neusmiljena do organizmov, ki se kot pijanec plota držijo omejenega življenjskega okolja.

LuiIII ::

Zelo zanimiv INS (inercijski sistem) bi bil torej tale kvantni kompas. To pomeni, da še vedno ne odpravi potrebe po natančnem GNSS-ju, le poravki trajektorij so boljši in manj je t.i. časovnega drifta. Če je to 1000x podpišem ker današnji GOP INS sistemi (optična vlakna) imajo seveda svoje omejitve in tudi ceno (+50k€). Seveda pa se je potrebno kljub vsemu zavedati, da se določeni vzorci gibanja ne dajo enolično pretvoriti iz sprememb pospeška v spremembo smeri oz. spremembo položaja trajektorije. Manj kot je "prostostnih stopenj", lažje in bolj natančno je.

s6c-gEL ::

Mipe je izjavil:

Ne, nismo. Je cel kup škodljivih organizmov.

Seveda pa ne morejo tekmovati z nami...

Kor npr ?

Mipe ::

Kobilice, recimo. Poguglaj, kaj lahko naredi velik roj kobilic.

bbf ::

kobilice so škodljivec kapitalajzerskemu človeku, in ne naravi sami. Zato ker ne uničujejo svojega habitata, tako kot človek. Čeprav je tudi človek produkt narave in v visokifilozofskem pogledu je tudi njukanje držav med sabo naraven tok dogodkov. Tudi vplivi iz vesolja so naravno programiran tok dogodkov, gledano iz takega zornega kota..

7982884e ::

Ljudje so EDINE živeli, ki aktivno zastrupljajo svoje bivansko okolje in s tem celotno verigo v ekosistemu (ter vse drugo floro & favno).
Zelo impresivno ;((.
in kaj ima to veze, tudi če bi bilo res?
naj se zato sekiramo?
a se naj plenilec sekira, ker ujame plen?
nesposobne vrste odmrejo in izumrejo, to je naraven potek. njihova krivda, če so nesposobni konkurirati


kobilice so škodljivec kapitalajzerskemu človeku, in ne naravi sami. Zato ker ne uničujejo svojega habitata, tako kot človek. Čeprav je tudi človek produkt narave in v visokifilozofskem pogledu je tudi njukanje držav med sabo naraven tok dogodkov. Tudi vplivi iz vesolja so naravno programiran tok dogodkov, gledano iz takega zornega kota..
lol, dobro da si napisal kapitalajzerskemu, ker vemo da komunisti in socialisti in fevdalci niso nikdar imeli problemov s kobilicami ampak so z njimi živeli v sožitju.

Zgodovina sprememb…

  • spremenilo: 7982884e ()

LuiIII ::

Vidim, da nekako niste na tehničnem nivoju, ki bi omogočal vsaj malo konstruktivne debate ali pa morda celo širjenje obzorja.

Mipe ::

@bff, vidi se, da si prespal ure ekologije. Ne, kar celo šolo si prespal, zgleda... Naravno programiran tok dogodkov? Wtf? Če kak transdimenzionalen nezemljan ne manipulira kvantnih fluktuacij, sploh ne govorimo o nikakršnem programiranem toku.

Sicer pa ja, off topic...

Okapi ::

Poglejte si ptice, vsako leto priletijo na isto lokacijo, ob istem času.
Kot prvo - ptiči ne navigirajo na slepo. Mikrolokacijo najdejo na osnovi slike pokrajine, ki si jo zapomnijo. Prestavi vaški zvonik in par sosednjih hiš in bo štorklja falila svoje gnezdo. Kot drugo - ptiči se tudi izgubijo včasih.

O.

bbf ::

filozofsko, mipe. ne zastopiš ti vsega, tako kot kobilic in njihov obstoj ne.

Zgodovina sprememb…

  • predlagalo izbris: jest10 ()


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

Atomska ura, ki se v zgodovini vesolja ne bi zmotila za sekundo

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
1710113 (6302) gzibret
»

Uganka (strani: 1 2 )

Oddelek: Loža
798012 (6515) Okapi
»

Kvantna navigacija brez satelitov

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
4710537 (7026) bbf
»

Potovanje-svetlobna hitrost (strani: 1 2 )

Oddelek: Znanost in tehnologija
986803 (4241) SavoKovac

Več podobnih tem