室内定位重大突破！科学家开发出超级GPS，逛商场再也不怕迷路了

你是不是有这样的烦恼，手机被偷了，小偷就在身边，却不知道揣在哪个人的兜里？什么东西随手一放，要用的时候却找不到去哪儿了？又或者开着所谓自动驾驶的车，却总是不放心，生怕它开到沟里去了？近日，荷兰的一组科学家取得了重大突破，利用移动网络实现了高达10厘米的精准定位，这些烦恼未来有望得到彻底解决，这项研究已发表在11月16日《自然》杂志上。

定位是信息社会实现各种应用最基础的功能之一，目前的定位广泛依赖于GPS等卫星定位系统，这种定位需要接收地球轨道上两三万公里处的卫星信号，信号极其微弱，又容易被遮挡或反射，在城市和室内环境中变得很不可靠，甚至根本不可用。

荷兰代尔夫特理工大学、阿姆斯特丹自由大学及VSL研究所的一组研究人员，希望利用无所不在的移动网络来开发定位系统。现在的移动基站和Wi-Fi网络实际也可以提供定位服务，只是精度十分糟糕，只能定位在一个非常宽泛的范围内，基本没有什么作用，因而没有发展起来。

同样都是用无线信号，都是利用时间差来确定位置，GPS和移动网络精度相差这么多，究竟是什么原因呢？你很容易就能想到，这是因为GPS用了极为精确的授时系统——原子钟，可以通过广播精确的时间信息，来准确计算设备的位置，研究人员因而想到了一种办法，那就是在移动网络中引入原子钟。

研究人员开发了一个系统，用原子钟在光纤网络中广播精确的时钟信息，并连接到移动网络中，将整个网络变成一个分布式的原子钟，让任何人都可以无线访问，从而形成非常精确的无线电时钟，精度达到10亿分之一秒，实现了10厘米的高精度定位。研究人员已将这一项目命名为超级GPS（SuperGPS）。

这实际就是把光纤网络的有线信号和移动网络的无线信号结合，通过访问统一的高精度原子钟，实现和GPS一样的定位功能，只是各种建筑物的反射可能会给导航设备带来很大的混淆。为此该系统使用了比通常带宽大得多的无线电带信号来理清反射，以实现高精度的定位，但这也带来了消耗带宽、价格昂贵的问题，研究人员通过使用分布在大虚拟带宽上的大量小带宽无线电信号来规避这一点，实现了只实际使用一小部分虚拟带宽就能定位的功能，而且这种信号与移动电话信号非常相似。

总之我理解的就是，这个超级GPS像GPS一样，是利用高精度原子钟，把测量距离的尺子从百米甚至千米级，降低到了10厘米级，从而实现了室内外设备的高精度定位，为未来各种应用，比如自动驾驶、量子通信和下一代移动网络等打下了基础。

未来利用这种设备，我们或许可以真正把各种设备和物件都纳入物联网，什么东西找不到了，你只用手机喊一声，就能精确地告诉你它在哪里，甚至盲人都很容易摸到。当然，这都是小儿科的应用，这种技术可以说是定位系统的重大突破，各行各业都可以据此开发出更加利于人们生产生活的更多应用，比如逛商场再也不怕迷路了，地下停车场再也不怕找不到车了，手机被盗也可以马上在小偷身上摸出来了。

Nature：A hybrid optical–wireless network for decimetre-level terrestrial positioning