Med effektiva algoritmer kan GPS-navigering bli energi-
snålare, robustare och mer exakt. Det är målet för Staffan Backéns forsknings-
arbete vid EISLAB, Luleå tekniska universitet.
Arbetet finansieras i huvudsak av Nationella forskarskolan i rymdteknik.– Det finns flera vägar att förbättra satellitnavigering, säger Staffan Backén. Man kan höja precisionen och göra navigeringen säkrare mot störningar. De sätt som jag i första hand arbetar med är effektivare mjukvara och användande av flera antenner samtidigt.
Centralt för forskningen vid EISLAB är ett fokus på så kallad mjukvaruradio, där man i stället för att bygga ett speciellt chip för att utföra de krävande beräkningarna använder en generell processor. Det anses vara framtiden för GPS-mottagare, men det finns en del öppna forskningsfrågor relaterade till vilka metoder som är mest effektiva.
– Eller med andra ord vilka som är mest strömsnåla, säger Staffan Backén.
Kvaliteten på navigationssystemen kan förbättras genom att man använder flera antenner för att ta emot satellitsignalerna.
– Flera antenner gör det lättare att ta bort störningar genom att samordna signalerna, säger Staffan Backén. Med en algoritm som samordnar signalerna och räknar fram en korrekt signal uppnår vi hög precision och låg risk för avbrott. Både tillgänglighet och tillförlitlighet ökar.
Målet för forskarna vid LTU är att effektivt kunna samordna sju antenner och samtidigt uppskatta antennens orientering. För detta krävs algoritmer som anpassar sig till omgivningen, så kallade adaptiva algoritmer. Deras förmåga att anpassa sig till olika situationer och krav gör dem mycket värdefulla vid användning inom rymdteknik, men även i mobila system på jorden.
Gyron och accelerometrar ger hög precision
Staffan Backén vill även utveckla mjukvara som gör det möjligt att kombinera accelerometrar och gyron med gruppantenner för GPS.
– Accelerometrar och gyron fungerar bara väl som positionsgivare under en mycket kort tid, men i kombination med GPS kan de ge möjlighet till mycket hög prestanda, säger Staffan Backén. Sådana system börjar användas i i viss utsträckning, men hittills bara med en antenn. Liknande tekniker men med flera antenner har potential att avsevärt öka tillförlitligheten och prestandan.
Rymdforskning med statligt stöd
Staffan Backén arbetar vid avdelningen EISLAB vid Luleå tekniska universitet. Det projekt han arbetar med finansieras till stor del av Nationella forskarskolan i rymdteknik, och ligger inom dess forskningsområde ”Kommunikationsteknik”. Man söker även stöd från den Europeiska rymdflygstyrelsen ESA.
Forskarskolan i rymdteknik startades 2001 på uppdrag av regeringen. Luleå tekniska universitet ansvarar för att leda och driva forskarskolan i nära samarbete med IRF, Institutet för rymdfysik, i Kiruna. Under 2010 ska Staffan Backén skriva en doktorsavhandling på sin forskning. Man strävar även efter att utveckla verksamheten, som leds av den adjungerade professorn Dr. Dennis Akos. Nyligen har man anställt en ny forskningsassistent.
Nils Lindstrand