معرفی سیستم BPS به عنوان جایگزینی مقاوم برای موقعیت‌یابی GPS
شاید کمتر کسی باشد که نام GPS را نشنیده یا برای مسیریابی روزمره در گوشی و خودرو‌های خود از آن استفاده نکند. اما آنچه پشت این فناوری پنهان مانده، اتکای حیاتی بسیاری از زیرساخت‌ها، از شبکه برق و ارتباطات گرفته تا بانکداری، به این سامانه ماهواره‌ای است. حال اگر به هر دلیلی سیگنال GPS از کار بیفتد یا دچار اختلال شود، اقتصاد و سرویس‌های پایه‌ای بسیاری از کشورها با بحران روبه‌رو خواهند شد؛ به طور مثال، تخمین‌ها از ضرر میلیارد دلاری روزانه تنها در آمریکا خبر می‌دهد.
دولت آمریکا نیز خطرات ناشی از وابستگی به GPS را به رسمیت شناخته و آن را “نقطه شکست واحد” (Single Point of Failure) می‌نامد؛ مفهومی که بر آسیب‌پذیری بی‌سابقه این فناوری در مقابل پارازیت، هک یا جعلی‌سازی تأکید دارد. برای رفع این نگرانی، اکنون طرحی نو با نام Broadcast Positioning System (BPS) بر اساس زیرساخت تلویزیونی دیجیتال، امیدی تازه برای مقابله با نقاط ضعف GPS فراهم کرده است.
در BPS، به‌جای اینکه سیگنال زمان و موقعیت از ماهواره‌ها بیاید، این داده‌ها از طریق برج‌های تلویزیونی موجود – بر مبنای استاندارد ATSC ۳.۰ – به کاربران منتقل می‌شود.
سیستم به گونه‌ای طراحی شده که بدون نیاز به اینترنت یا حتی شبکه تلفن همراه، به طور مستقل عمل کند. سازگاری کامل با ATSC ۳.۰ و مقاومت سیگنال‌ها حتی تا محیط‌های داخلی از نقاط برجسته این فناوری است.
نکته کلیدی عملکرد این سامانه در استفاده از بخش “Preamble” سیگنال تلویزیونی برای تزریق مهر زمانی دقیق و Physical Layer Pipe (PLP) برای انتقال موقعیت فیزیکی هر برج ایستگاه است. دریافت‌کننده‌ها با تحلیل زمان رسیدن این سیگنال‌ها و موقعیت جغرافیایی چندین برج تلویزیونی، درست همانند GPS، اما بر بستر زمین، قادر به محاسبه موقعیت و زمان خواهند بود. حداقل سه سیگنال از برج‌های جداگانه نیاز است تا موقعیت‌یابی ممکن شود و هر چه تعداد برج‌ها بیشتر و پراکندگی جغرافیایی بالاتر باشد، دقت افزایش می‌یابد.
توسعه‌دهندگان BPS اعلام کردند که طی آزمایش‌های موفقیت‌آمیز نخستین در ایستگاه WHUT واشنگتن دی‌سی، این فناوری در پایداری و دقت حرفی برای گفتن دارد. به طور مثال، دقت تعیین زمان در بازه‌ای دو هفته‌ای علی‌رغم چالش‌های محیطی، در حدود ±۴۰ نانوثانیه باقی مانده و در آزمایش‌های شبانه‌روزی نیز به ±۱۰۰ نانوثانیه رسیده؛ عددی بسیار بهتر از نیاز زیرساخت‌های حیاتی که به دقت در حد میکروثانیه نیازمندند.
نکته جالب توجه اینکه مدل‌سازی نتایج آزمایشگاهی سیستم با چهار برج، برای ۱۰۰,۰۰۰ نقطه تست، میانگین خطا را در حدود ۳۵ متر (با انحراف معیار ۲۲ متر) نشان داده است؛ رقمی که قابلیت رقابت جدی با GPS را نوید می‌دهد.
استقلال از GPS، قدرت نفوذ سیگنال‌ها در محیط‌های پیچیده شهری و داخلی و امکان استفاده به عنوان پشتیبان قابل اطمینان خصوصاً در صنایع هوانوردی از جمله مزایای مطرح BPS عنوان شده‌اند. برخی حتی شتاب گرفتن گذار به استاندارد نسل جدید پخش دیجیتال (ATSC ۳.۰) در آمریکا را به عنوان اثر جانبی مثبت این فناوری قلمداد می‌کنند.
در حالی‌که دنیا بیش از همیشه به موقعیت‌یابی و زمان دقیق وابسته شده است، حالا به نظر می‌رسد BPS می‌تواند جانشین یا حداقل مکملی قدرتمند برای GPS باشد و امنیت دیجیتال و زیرساختی دولت‌ها را یک گام بزرگ به جلو ببرد.
انتهای پیام/
