وداعًا لأخطاء GPS: تقنية نرويجية تحدد موقعك بدقة السنتيمتر في المدن

يعاني الكثيرون من عدم دقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في المدن المزدحمة، حيث تتسبب المباني الشاهقة في تشويش الإشارات، لكن ابتكارًا نرويجيًا جديدًا يعد بإنهاء هذه المشكلة. التقنية الجديدة، التي تحمل اسم SmartNav، تقدم دقة مذهلة تصل إلى السنتيمترات وبتكلفة منخفضة، مما يفتح الباب أمام تحول جذري في عالم الملاحة.

معضلة “الوديان الحضرية”

في حياتنا اليومية، أصبح الاعتماد على خرائط جوجل وتطبيقات الملاحة أمرًا أساسيًا، إلا أن تجربة المستخدم غالبًا ما تتعثر داخل المدن الكبرى. فبينما تسير في شارع ضيق محاط بناطحات السحاب، قد تلاحظ أن النقطة الزرقاء التي تمثلك على الخريطة تقفز بشكل عشوائي أو تظهر على الجانب الآخر من الطريق، وهو ما يعكس تحديًا تقنيًا كبيرًا.

تُعرف هذه الظاهرة بـ“الوديان الحضرية”، حيث تعمل المباني العالية كحواجز تمنع إشارات الأقمار الاصطناعية من الوصول مباشرة إلى هاتفك. وبدلاً من ذلك، ترتد الإشارات عن واجهات المباني عدة مرات قبل أن تصل إلى جهازك، مما يؤدي إلى حسابات خاطئة لموقعك. هذه المشكلة لا تقتصر على إزعاج المستخدمين، بل تشكل خطرًا حقيقيًا على مستقبل السيارات ذاتية القيادة التي تتطلب دقة متناهية لتجنب الحوادث.

حل نرويجي مبتكر ومنخفض التكلفة

لمواجهة هذا التحدي، طوّر فريق من الباحثين في جامعة العلوم والتكنولوجيا النرويجية (NTNU)، بقيادة العالم أردشير محمدي، نظام SmartNav. وبدلاً من اللجوء إلى أجهزة الاستقبال باهظة الثمن التي تستخدمها الشركات الكبرى، ركز الفريق على ابتكار حل برمجي ذكي يمكن دمجه في الأجهزة اليومية مثل الهواتف الذكية، ونُشرت تفاصيل الابتكار في ورقة بحثية بمجلة Journal of Spatial Science.

يعتمد النظام الجديد على منظومة متكاملة من ثلاث ركائز أساسية تعمل معًا لتوفير ملاحة دقيقة وغير مسبوقة:

• تصحيح الإشارة من المصدر: يستخدم النظام تقنية تُعرف بـ PPP-RTK، والتي تتيح استقبال تصحيحات عالية الدقة مباشرة من الأقمار الاصطناعية، متجاوزة الحاجة إلى محطات أرضية مكلفة كانت ضرورية في السابق لتحقيق هذا المستوى من الدقة.
• تحليل أعمق للموجة: بدلاً من الاعتماد فقط على قراءة الشفرة الرقمية التي تحملها إشارة القمر الاصطناعي، والتي تتشوه بسهولة عند الانعكاس، يقوم النظام بتحليل الموجة اللاسلكية نفسها فيما يُعرف بـ”طور الحامل” (Carrier Phase). هذه الطريقة أكثر تعقيدًا لكنها توفر حسابات موقع أكثر دقة بشكل كبير.
• الاستفادة من بيانات جوجل ثلاثية الأبعاد: تُعد هذه الركيزة الأكثر ابتكارًا، حيث يستغل النظام النماذج ثلاثية الأبعاد للمباني التي توفرها جوجل لنحو 4 آلاف مدينة عالميًا. من خلال معرفة شكل وارتفاع كل مبنى، تستطيع خوارزميات SmartNav توقع مسار انعكاس الإشارات وتصحيح الأخطاء الناتجة عنها بفعالية.

نتائج تتجاوز التوقعات

عند اختبار النظام في شوارع مدينة تروندهايم النرويجية، المعروفة بمبانيها المتراصة، كانت النتائج مذهلة. حقق نظام SmartNav دقة تحديد موقع تقل عن 10 سنتيمترات في 90% من الوقت، وهو مستوى من الدقة كان يُعتقد أنه حكر على المعدات العسكرية أو الصناعية باهظة الثمن.

هذا الإنجاز لا يمثل مجرد تحسين تقني، بل هو خطوة نحو “دمقرطة” دقة GPS الفائقة. فبفضل اعتماده على خوارزميات ذكية بدلاً من أجهزة معقدة، يمكن تطبيق هذا النظام على نطاق واسع في الهواتف الذكية والمركبات دون تكلفة إضافية كبيرة، مما يمهد الطريق لجيل جديد من التطبيقات التي تعتمد على تحديد المواقع بدقة، ويجعل مستقبل السيارات ذاتية القيادة أكثر أمانًا وواقعية.