江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 科技 > >

DeepTech深科技|马斯克“星链”迈出商用第一步，被美军方盯上，或为GPS“备胎”( 二 )

DeepTech深科技|马斯克“星链”迈出商用第一步，被美军方盯上，或为GPS“备胎”
本文插图
图 | 凤凰网《前行者》栏目截图还有一些细节需要注意 ， 星链网络采用的是 QV（毫米波）波段 ， 同国际无线电协会规划的 6G 预留频段重合 ， 相较于传统的 KU 和 KA 波段 ， 它频率更高 ， 载荷量更大 ， 为了解决高通量 ， 所以才需要密集放星 。而使用卫星网络和日常的 4G 网络是不一样的 。首先是信号问题 。 室内是没有卫星信号的 ， 通过专用的设备接收到信号之后 ， 手机等智能设备还需要将数据传送回卫星 ， 这需要相当大的功率 ， 因此我们在电视上看到的卫星通信器材才显得很笨重 。其次是时延问题 。 星链计划 1.2 万颗卫星 ， 8 千颗卫星放置在距离地面 550 公里的低轨道上 ， 另外 4 千颗星放置在高 1200 公里的轨道上 ， 而电磁波是有传输速度的 。 可以想象 ， 从卫星到地面 ， 550 公里的时延接近 4 毫秒 ， 1200 公里的时延大概 8 毫秒 。而高可靠低时延的 5G ， 相同的指标仅 1 毫秒 ， 卫星网络在用户体验方面远远不如常规网络 。GPS 的潜在 “备胎”？近日 ， 一家由美国军方资助的研究得出结论 ， 这个日渐庞大的巨型卫星群可能有了一个新的次要用途 —— 用作全球定位系统（GPS）的替代品 。并且相比 GPS ， 由于星链卫星属于近地轨道（LEO）卫星 ， 因此具有成本低、精度高、传输速度快、几乎不受干扰等特点 ， 当星链卫星的密度足够 ， 将可以替代 GPS 为全球提供导航服务 。得克萨斯大学奥斯汀分校无线电导航实验室的托德?汉弗莱斯（Todd Humphreys）和彼得?伊安努奇（Peter Iannucci）在非同行评审论文中声称 ， 他们已经设计出一个系统 ， 可以借助传统的 GPS 信号 ， 用相同的卫星来提供比 GPS 精确 10 倍的定位精度 ， 而且受到的干扰更少 。GPS 由约 30 颗卫星组成 ， 在离地 2 万公里的高空运行 。 每颗卫星不断发送无线电信号 ， 包含其位置信息和由卫星所携带的高精密原子钟给出的确切时间 。 地面上的接收器通过比较多颗卫星发出的信号到达地面所需的时间 ， 计算出它们所在的位置 ， 误差通常在几米之内 。DeepTech深科技|马斯克“星链”迈出商用第一步，被美军方盯上，或为GPS“备胎”
本文插图
图 | GPS 卫星 不过 ， 这些信号到达地面时非常微弱 ， 一旦受到意外干扰或电子干扰就很容易消失 ， 这是 GPS 固有的短板 。 例如在地中海东部 ， GPS 信号就经常受到无线电波干扰 。美国军方严重依赖 GPS 。 去年 ， 致力于军队现代化的美国陆军未来司令部访问了汉弗莱斯的实验室 ， 讨论了他在 2008 年联合创办的一家初创公司 ——Coherent Navigation 。 该公司旨在用铱星的信号来粗略替代 GPS ， 于 2015 年被苹果公司收购 。军方人士询问汉弗莱斯是否有兴趣和 SpaceX 公司谈谈 ， 尝试用星链卫星来代替 GPS 。 后来 ， 汉弗莱斯见到了 SpaceX 的人 ， 对方对这个想法也感兴趣 ， 于是 ， 军方给了一年时间来研究这个问题 。 为此 ， 陆军未来司令部投资了几百万美元 。用 LEO 卫星群（如离地 550 公里的星链卫星）来导航并不是什么新概念 。事实上 ， 美国在 20 世纪 60 年代发射的第一批航天器中 ， 有一些是绕距地 1100 公里轨道飞行的过境卫星 ， 为海军舰艇和潜艇提供位置信息 。 LEO 卫星群的优点是发出的信号比 GPS 强一千倍 ， 缺点是每颗卫星只能覆盖其下方的一小块区域 ， 因此要想在全球覆盖稳定的信号 ， 需要成千上万的卫星 。推倒重来 VS 升级改造目前 ， 马斯克的星链卫星已经基本就位 ， 但为了能够行使 GPS 的导航功能 ， 还需要建立一个全新的 LEO 超精密时钟卫星网络 ， 这又是一项耗资巨大的工程 。Xona 空间系统公司正打算这样做 —— 在未来六年内至少发射 300 颗低轨卫星 ， 其组成的星座可以提供与当前 GPS 类似的覆盖范围 。与 Xona 不同 ， 汉弗莱斯和伊安努奇想通过简单的软件升级来改造星链卫星—— 利用这些卫星的通信能力和现有 GPS 卫星来提供定位导航服务 。他们声称 ， 这个新系统为大多数用户提供的定位服务甚至比 GPS 还要精确 。 这是因为每个星链卫星上的 GPS 接收器可以利用消费品中少见的尖端算法来将其定位在仅仅几厘米之内 。 这些技术利用 GPS 无线电信号的物理特性和编码来提高定位精度 。 本质上来说 ， 星链卫星可以为地面用户完成繁重的计算任务 。星链卫星本质上也是太空中的互联网路由器 ， 网速能达到 100MB/s ， 而 GPS 卫星的通信速度不到 100Byte/s ， 是后者的 100 万倍 。伊安努奇说：“GPS 的传输速度太慢了 ， 因此无法提供卫星实际位置的最新精确数据 。 而如果卫星发送信息的速度快上一百万倍 ， 数据就会更接近真实 。 ” 据汉弗莱斯估计 ， 这个融合了 LEO 导航的新系统将利用即时轨道和时钟计算将用户定位到 70 厘米以内 。 相比之下 ， 智能手机、手表和汽车上的大多数 GPS 系统只能精确到几米 。


推荐阅读


上一篇：中关村在线|2020HKC C++渠道新零售精英会重磅启动

下一篇：|火链科技IPTM成BSN指定应用