Forsker på fremtidens posisjonstjeneste

Hypos jobber for en nasjonal hybrid posisjonstjeneste for fremtidens digitale og autonome samfunn. Prosjektet er et offentlig-privat samarbeid mellom Kartverket, Sintef, Telia og Ericsson – og er delfinansiert av Forskningsrådet.

Forskningsprosjektet har som mål å skalere opp presis posisjon med GNSS- satellitter til uendelig antall brukere, utvikle 5G til å bestemme posisjon i sanntid og undersøke hvordan teknologiene kan utfylle hverandre for å lage en bedre sluttbrukertjeneste for brukere.

Brukerundersøkelser gjøres for å forankre teknologien i reelle samfunnsbehov, og utarbeide finansieringsmodeller for de nye tjenestene.

Kan nå større brukergrupper

Den nøyaktige posisjonen som en får i dag gjennom posisjonstjenestene til Kartverket, CPOS, har mange mulige bruksområder. Eksempler hvor GNSS-satellitter og et korreksjonssignal som gir centimeters nøyaktighet brukes:

• landbruksmaskiner som navigerer på jordene og varierer mengden gjødsel etter hvor de er
• automatiserte kjøretøy, f.eks. bussene som kjører autonomt i de største byene
• automatisere prosesser som utsetting av brøytestikker langs vei
• robotgressklippere

En viktig del av utviklingen er at maskinvare for å kunne benytte korreksjonssignalene blir billigere og billigere, og flere tar teknologien i bruk, sett i et kost-nytte-perspektiv.

Ser på ulike brukerbehov

Ulike brukergrupper som har behov for nøyaktig og presis posisjon, er nødetatene og landbruket. I tillegg til behov for bedre nøyaktighet, pekes det også på at sikkerhetskritiske anvendelser som luftfart må forholde seg til standarder for operasjonell drift der krav til posisjon er bestemt.

Det er varierende behov for nøyaktighet. Noen benytter allerede centimeters nøyaktighet og andre klarer seg med ett par meter. Brukere sammenligner Hypos med dagens metoder og har vanskelig for å se for seg fremtidens løsninger, så nye teknologier og tjenester må være bedre enn dagens og tilføre noe nytt. Les mer i Sintef-rapporten «Kunnskapsstatus og brukerbehov for Hypos».

Det er også kommet tilbakemeldinger om at den massive oppskaleringen av GNSS-korreksjoner kan bli svært viktig.

Et brukerbehov som er kommet frem er automatiserte kjøretøy og sparkesykler som er pålagt et krav om hvor de parkeres.

Skaper nye muligheter for automatisering

Satellitter og GNSS fungerer helt utmerket i åpne områder som landevei, motorvei og tettsteder der det er sikt til satellittene. Dessverre kommer teknologien til kort for de som trenger høy nøyaktighet i bykjerner med høye bygninger, slik som i Oslo sentrum.

Det er her samspillet mellom GNSS og 5G, en hybrid posisjonstjeneste, kommer inn. Fordelene til de to ulike teknologiene brukes for å skape en bedre tjeneste.

5G-teknologien skal utforskes som en selvstendig kilde til posisjonering i sanntid for å finne ut av hva det yter av nøyaktighet, og hva som må til av infrastruktur.

Forretningsmodeller for distribusjon av GNSS korreksjoner og Hypos-tjenesten er en viktig del av prosjektet for at resultatene tas ut som tjenester i samfunnet.

Hypos-prosjektet legger til rette for å skape nye muligheter for økt automatisering og effektivisering i samfunnet.

Hva blir bedre med en hybrid posisjonstjenste?

Kartverket drifter i dag posisjonstjenesten CPOS. CPOS korrigerer signalene fra GNSS-satellitter ved hjelp av 300 GNSS-basestasjoner i Norge.

CPOS-brukere kobler sin GNSS-mottager til Kartverkets server og sender inn sin posisjon. Deretter beregnes det en samlet korreksjon av feilkildene i GNSS-systemet spesifikt, på grunnlag av/ut fra GNSS-mottagerens posisjon.

Nøyaktig posisjon på centimeternivå, sendes tilbake til brukeren. Denne metoden kalles OSR, Observation Space Representation. På grunn av to-veis datatrafikk er det ikke mulig å skalere opp antall mottagere.

Hypos-prosjektet skal utforske en ny metode for å beregne GNSS-feilkilder der man sender ut korreksjoner for hver enkelt feilkilde i GNSS-systemet. Deretter beregner brukerens GNSS-mottager sin korreksjon på grunnlag av sin posisjon. Denne metoden kalles SSR, State Space Representation, og vi kan skalere opp til uendelig mange brukere siden data fra Kartverkets server sendes kun en vei.

En del av oppskaleringen av GNSS er distribusjonen av korreksjonsdataene. Det vil si hvordan dataene sendes fra Kartverkets server og ut til brukerne. Prosjektet ønsker å belyse alternativene og mulighetene innenfor standarder for IoT (Internet of Things) og telekoms 3GPP.

Ser på en skalerbar tjeneste for posisjonering

Telekom-industrien jobber med posisjonering innenfor deres standardiseringsorgan 3GPP. Tidligere har det kun vært mulig å beregne hvor mobilenheter har vært i ettertid, og med begrenset posisjonsnøyaktighet.

Hypos-prosjektet skal utforske posisjoneringsteknikker. Hva må til av infrastruktur for å oppnå en posisjon i sanntid, og med en nøyaktighet som oppnår kravene brukerne stiller?

Denne teknologien har flere mulige måleteknikker og er i en tidlig fase av utviklingen.

Hypos skal utvikle en nøyaktig, skalerbar tjeneste for posisjonsbestemmelse i sanntid med større virkningsområde og høyere redundans enn tidligere:

• utvikle en skalerbar metode for kringkasting av korreksjonsdata
• ta i bruk telenettets 5G som selvstendig kilde til posisjonering
• utvikle en hybrid tjeneste der GNSS og mobilnettet brukes for å lage en bedre tjenester for sluttbrukerne