Phát triển hệ thống mới thay thế GPS

Dự án này được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia và Đại học bang Ohio, Mỹ. Mục tiêu của họ là xây dựng một mạng lưới an toàn thay thế GPS cho các hệ thống điều hướng máy bay, giúp phi công có thể duy trì điều hướng chính xác ngay cả khi tín hiệu GPS bị gián đoạn.

Nhóm nghiên cứu sử dụng các máy thu lơ lửng trên không để phát hiện sóng vô tuyến từ vệ tinh liên lạc và tháp di động. Những tín hiệu này sau đó được sử dụng để cung cấp dữ liệu điều hướng cho phi công, giúp họ duy trì sự chính xác trong quá trình bay. Đặc biệt, các ăng ten được gắn trên khinh khí cầu thời tiết và đưa vào tầng bình lưu (cao từ 6 đến 50km so với mặt đất), vị trí này nằm giữa các vệ tinh và tháp di động để phát hiện tín hiệu rõ ràng hơn.

Ảnh minh họa

Về lý thuyết, hệ thống ăng ten này có thể hoạt động như một "đèn hiệu khẩn cấp" nếu phi công mất tín hiệu GPS. Mặc dù GPS có độ chính xác cao, nhưng nó vẫn có thể gặp phải các sự cố, như nhiễu tín hiệu ở những khu vực có chiến sự hoặc bị tin tặc giả mạo tín hiệu GPS để gửi thông tin sai lệch về vị trí. Do đó, việc xây dựng một hệ thống dự phòng là rất cần thiết để đảm bảo an toàn trong các tình huống khẩn cấp.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu phải xác định thủ công tín hiệu từ vệ tinh nào dựa trên dữ liệu tham chiếu có sẵn. Tuy nhiên, trong tương lai, họ dự định phát triển thuật toán tự động, giúp các hệ thống ăng ten có thể xác định tự động vệ tinh nào gửi tín hiệu và cách sử dụng dữ liệu vệ tinh cùng tháp di động để xác định vị trí và vận tốc của máy bay.

Trước đây, các cuộc thử nghiệm của công nghệ này chỉ dừng lại ở độ cao 1.500 - 2.000m. Tuy nhiên, dự án mới của nhóm nghiên cứu đã đưa các ăng ten lên độ cao 24.300m, một cột mốc quan trọng. Nếu hệ thống có thể truyền tải dữ liệu điều hướng đáng tin cậy từ độ cao này, nó sẽ mang lại lợi ích thực tế cho ngành du lịch hàng không.

Tuy nhiên, dù hệ thống ăng ten ở độ cao này có thể nhận tín hiệu tốt hơn từ cả vệ tinh và tháp di động, nhưng phương pháp này không phải là hoàn hảo. Tín hiệu từ vệ tinh thường tập trung xuống Trái Đất, do đó không phải lúc nào cũng có thể thu được tín hiệu mạnh ở độ cao khinh khí cầu thời tiết. Vì vậy, nhóm nghiên cứu cần cải tiến khả năng phát hiện và tốc độ của hệ thống để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong tương lai.

Với những cải tiến này, hệ thống dự phòng dựa trên tín hiệu di động có thể trở thành một giải pháp quan trọng, mang lại sự an toàn cho các chuyến bay và giúp giảm thiểu rủi ro trong trường hợp mất tín hiệu GPS. Đây chính là một bước tiến lớn trong công nghệ điều hướng, mở ra những triển vọng mới cho ngành hàng không.