79 / 126
בנוסף, נעשה שימוש במידע מחיישני הטלפון
הסלולרי כמו חיישני לחץ המספקים גובה,
ג’ירוסקופים המספקים מידע באיזה כיוון עומד
הסופרים צעדים.
Accelerometers
המשתמש, ו-
שיטת האולטראסאונד משתמשת בגלי הקול,
המפוענחים על ידי מיקרופון הממוקם בחדר נתון,
אך הגלים הקצרים והקירות מגבילים את הניווט
לחדר הספציפי בלבד.
ניתן לשפר את הרגישות של המיקרופון ולחלק
אזורים לתתי-אזורים על מנת לשפר אתהביצועים.
וב-
Wi
-
Fi
במערכות של גלי רדיו נעשה שימוש ב-
-
)Wireless Local Area Networks( WLAN
שיטות זולות וזמינות, הן בבתים והן בעסקים
ובמקומות ציבוריים. שטח הכיסוי שלהן גדול
יחסית ונדרשת רק תוכנה על מנת ליישם את
גילו דרך
MIT
חוקרים ב-
Indoors
הניווט .
כדי לגלות אחד את
Wi
-
Fi
להשתמש במכשירי
השני בתוך המבנים. הטכנולוגיה נקראת
והיא מאפשרת למכשירים להשוות
CHRONOS
: משדר
)GHz( Multiwideband
אותות רדיו בתחום
ומקלט מבצעים סימולטנית קפיצות בתדר בטווח
). בכל
2.4
GHz
-5.8
GHz
(בין
Wi
-
Fi
תדרי ה-
35
שבין
תדר הקצב של האות הצובר פאזה משתנה,
שניות, והמקלט משווה בין
2-3
המשדר מדלג כל
CHRONOS
הפרשי הפאזה בכל שלב, כך שה-
יכולה לחשב את זמן הגעת האות, ולמצוא את
המרחקים בדיוק רב. במידה וקיימת יותר מאנטנה
אחת, ניתן לחשב גם את הזווית ביניהם ולאתר
אותם במרחב. בניסויים שנערכו התקבל דיוק של
סנטימטרים בתוך המבנה, אך קיימת מגבלה:
65
כל מכשיר חייב לעבור כיול מרחק חד פעמי. היעד
הבא הוא שיפור הרזולוציה, בניית גבולות
וירטואליים ושימוש במספר חיישנים לקבלת דיוק
Indoors
מירבי. החשיבות של מערכות ניווט
להצלת חיים וצרכים אחרים גדולה מאוד במיוחד
עבור מכבי אש ולוחמה באזורים בנויים ובמנהרות.
המחקר וההשקעות בתחום הזה גדלים במהירות,
כמו במקרה של פיתוח מערכת ניווט חדשה עבור
כבאים. מערכת זו נועדה לאיתור בני אדם בתוך
בניינים בוערים שהכבאים לא היו בהם קודם ולא
הכירו אותם, וכן לאתר את עצמם ולמצוא את
כיוון היציאה לאחר שכבר נכנסו לבניין.
אבל זה רק חלק מהבעיה: יש צורך במיפוי כל
הבניינים באופן מדויק על מנת שהמידע יהיה
Wi
-
Fi
שמיש. בעיה נוספת היא העובדה כי ציוד ה-
יכול להישרף. הפתרון הוא מערכת שפותחה
GLANSER
על ידי מכבי האש בארה״ב ה-
Geospatial
Location
Accountability
and
(
.)
Navigation System
for Emergency Responders
המערכת כוללת יחידה לבישה המתחברת לציוד
הנשימה של כל כבאי, כשבכל יחידה יהיה
Accelerometers
המשתמש בג’ירוסקופ,
IMU
העוקבים אחר התנועה בשלושה ממדים, ומקלט
. בנוסף המערכת כוללת מכ"מ דופלר
GPS
לתיקון המהירות, חיישן לחץ לשינויים בגובה
ורדיו למדידת המרחק לתחנת הבסיס וליחידות
סמוכות אחרות. רשת הרדיו משדרת פולסים
Multipath
קצרים בשביל להתגבר על בעיית ה-.
Kalman
האלגוריתם בתוך כל יחידה משתמש ב-
ומאגד את כל נתוני הכניסה על מנת לבצע
Filters
חיזוי מדויק מאוד של מיקום היחידה. ניתן לעבוד
יחידות
11-
, כאשר עד כ
Mesh Network
בצורת
ברשת יכולות לתקשר עם תחנת הבסיס ועם עצמן.
צורת עבודה זו מאפשרת ליחידות לשתף מידע
ולחלוק נתוני המיקום שלהן לטובת שיפור הדיוק.
משדרי
3
מלבד הציוד הלביש, המערכת כוללת
רדיו חיצוניים, יש צורך להקימם בכל הגעה לזירת
האירוע. הפתרון היעיל הוא להציבם בתוך סולמות
ומכוניות מכבי האש. המשדרים מחוברים ביניהם
באופן אלחוטי, וגם לתחנת הבסיס, שתשמש
כמקור לשעון אטומי של המערכת ותאתר את
חיצוני
GPS
מיקומה ואת המשדרים על ידי אות
(כי כולם ממוקמים בחוץ), וכך תיתן נקודת
ייחוס טובה מההתחלה, כלומר המיקום הראשוני
בכניסה למבנה. המשדרים יעבירו את האותות
מהיחידות הלבישות לתחנת הבסיס, אשר תקבע
את הטווח בו היחידות נמצאות על ידי תזמון הגעת
האותות (ומידע מהחיישנים האחרים), ותחשב את
מיקומן התלת-מימדי על ידי גיאומטריה פשוטה
של טריאנגולציה. המידע יעבור בזמן אמת באופן
אלחוטי למחשב המפקד, עליו יהיו טעונות המפות
של המיקום, וכך הוא יוכל לשלוט על המתרחש,
להכתיב נתיב מילוט, לכוון את הצוות שלו ולראות
איפה כל אחד נמצא בייחס לאחר.
במהלך הבדיקות, השימוש במערכת הראה יתרון
על השיטות הקודמות: הכבאים הצליחו לנווט
בצורה יעילה ומהירה, בלי לעשות ולו פנייה
שגוייה אחת, להציל את כל בני האדם שהיו בסכנה
דקות
6
ולהשלים את כל המשימה בזמן שיא של
דקות בשיטה הישנה יותר.
30
בלבד, לעומת
החסרון הבולט היחיד של השיטה הוא עלותה
דולר ליחידה.
2000-3000-
הגבוה, העומדת על כ
היתרון שלה הוא היכולת לקבל דיוק מירבי של
.100%
מטר בודד ואמינות של
ניווט ואיכון במערכת השמש
ובחלל הרחוק
בני האדם השתמשו באור הכוכבים על מנת
להנחות אותם למצוא את כיוון היעד, אולם
לאחרונה עובדים על הרעיון של שימוש באותות
של כוכבים ״מתים״ אשר ינחו אותנו
X
-
Ray
במסעות העתידיים בחלליות לירח, לכוכבי
NASA
הלכת ומחוץ למערכת השמש. צוות של
פיתח לאחרונה מערכת אשר יכולה לשמש
בין-כוכבי, והיא עתידה בקרוב להיות
GPS
כ-
)
ISS
מותקנת על תחנת החלל הבינלאומית (
לניסוי. כיום הניווט על פני כדור הארץ ובחלל
הקרוב מסביב מסתמך על רשת תקשורת
ותחנות מעקב הנמצאות על כדור הארץ עצמו,
כאשר החלליות והלוויינים משוגרים לחלל,
תחנת הקרקע משדרת גלי רדיו לכיוונם, ולאחר
שהגלים חוזרים מבוצע חישוב של הזמן הלוך
וחזור והיסט דופלר של הגל, כך צוות הקרקע מגלה
את מיקום החלליות, הלוויינים ומיקום מכשירי
הניווט על פני כדור הארץ. אבל ככל שהחללית
מתרחקת מכדור הארץ, כך השיטה הופכת ללא
מדויקת ולא יעילה עקב המרחק הרב.
Pulsars
המערכת החדשה מתבססת על
- כוכבי ניטרון מיוחדים אשר
)Pulsating Stars(
באופן טכני נחשבים ״מתים״, אך עדיין מסתובבים
ו פ ו לטים אל ומה חזקה של קר י נ ה
אלקטרומגנטית. כתוצאה מהסיבוב, הקרינה
הנראית על כדור הארץ דומה לאור אשר זוהר
ודועך וחוזר חלילה. הפולסים הללו יוצרים
מרווחי זמן מדויקים ויציבים של מילישניות עד
הדמיית מערכת האיכון
.9
איור
עבור הכבאים
«
79 l New-Tech Magazine