Исследователи из Университета Карнеги-Меллона предложили принимать спутниковые сигналы с помощью небольших, недорогих, мобильных устройств. Это позволит во многих случаях отказаться от стационарных дорогостоящих спутниковых антенн, причем сеть мобильных приемников позволит добиться сравнимого качества сигнала.
На протяжении десятилетий спутники помогали метеорологам прогнозировать погоду, предлагали телевизионным провайдерам способ передачи сигнала клиентам и предоставляли ученым инструмент для сбора данных. Огромные, дорогостоящие, стационарные антенны долгое время использовались для захвата этих сигналов, но теперь, когда низкоорбитальные спутники становятся все более распространенными, исследователи из Университета Карнеги-Меллона нашли способ принимать спутниковые сигналы с помощью небольших, недорогих, мобильных устройств.
Сигналы, передаваемые со спутников, удаленных на сотни километров в космос, очень слабы, поэтому крайне важно, чтобы приемники имели достаточную мощность и находились в прямой видимости для эффективного захвата сигнала. Это накладывает на принимающую аппаратуру серьезные ограничения.
Чтобы создать дешевые, компактные, портативные приемники, инженеры из Карнеги-Меллон нашли новый способы усилить сигнал от спутников.
Они пишут: «Используя множество спутников, мы нашли способ усилить эти сигналы, объединив их вместе. Подумайте о камере вашего смартфона в условиях низкой освещенности или в ночном режиме: она делает много снимков, а затем объединяет их, чтобы сделать более яркое и четкое изображение».
Используя ту же идею, инженеры разработали портативное антенное устройство, получившее название SelfieStick, вместе с внутренним программным обеспечением и алгоритмами для объединения нескольких слабых сигналов для получения одного, но более мощного.
Много приемников вместо одного
Чтобы продемонстрировать возможности этого нового метода, группа получает от спутников снимки Земли. Если данные от одного спутника дают зашумленный и смазанный снимок, объединение десяти или более фотографий создает изображение, сравнимое по качеству с изображением, полученным стационарной антенной.
Чтобы усилить изображения и убрать шум используются самые современные методы машинного обучения.
Исследователи согласны, что стационарные приемники по-прежнему являются самым быстрым способом получения четких спутниковых сигналов и изображений высокого разрешения. Но если принимать сигнал от нескольких спутников на несколько мобильных небольших приемников можно добиться сравнимой четкости. Эти более экономичные приемники можно развернуть в любом месте и использовать в самых разных целях.
Исследователи пишут: «Главное, что вдохновило нас на проведение этого исследования, — это отсутствие доступа к наземной инфраструктуре. Спутниковая инфраструктура может быть превращена в товар и может повторно использоваться, но антенны и приемники в значительной степени монополизированы теми, кто ими владеет и управляет. Мы предполагаем возможность размещать и использовать наши маленькие приемники в любом месте, а не искать одно место для строительства громоздкой и дорогой конструкции».