Расчеты ученых из Санкт-Петербурга сделают навигаторы точнее

Математики из Санкт-Петербургского государственного университета и Института проблем машиноведения (ИПМаш) РАН определили условия, при которых совпадают три ключевых параметра стабильности систем фазовой автоподстройки частоты. Такие системы используются в устройствах спутниковой навигации и связи и отвечают за синхронизацию их сигналов (например, навигатора и спутника). Выведенные авторами формулы можно будет использовать для более точной настройки приборов.

Как пояснили «Известиям» ученые, в современных электронных устройствах — от GPS-навигаторов и смартфонов до приборов спутниковой связи и медицинского оборудования — широко используются системы фазовой автоподстройки частоты. Это электронные схемы, которые можно сравнить с дирижером в мире радиосигналов. Их основная задача — синхронизировать частоту и фазу сигнала, поступающего на устройство (например, для GPS-навигатора — сигнала со спутника), и сигнала, генерируемого непосредственно на устройстве.

Это важно сделать, поскольку навигатор получает сигналы со спутника с небольшой задержкой, но ошибка даже в одну микросекунду дает погрешность определения местоположения в 300 м. Когда же автоматические системы подстраивают частоту навигатора под частоту спутника, задержка исчезает, и местоположение определяется точно.

Проведенное исследование позволит усовершенствовать системы синхронизации в ряде ключевых областей. Во-первых, в спутниковой навигации (GPS, ГЛОНАСС), где ошибка синхронизации даже в наносекунды приводит к метровой погрешности позиционирования. Во-вторых, в системах мобильной связи 5G/6G, где требуется точное согласование тысяч базовых станций. И в-третьих, в синхронизации датчиков автономного транспорта, где рассинхронизация может привести к аварийной ситуации.

Подробнее читайте в эксклюзивном материале «Известий»:

Забота о частоте: ученые нашли способ повысить точность работы навигаторов