卫星导航监视橄榄球运动员

当法国顶尖的橄榄球运动员们争球、奔跑、抢断时，他们被电视摄像机和观众的眼睛所追踪。肩胛骨之间的基于卫星导航的跟踪设备监视着他们的位置和表现，并帮助保护他们的健康。

(这个故事包含一个视频)

橄榄球本质上是高体力的运动，但这项运动正在竭尽所能地限制球员因脑震荡而比赛。比赛规则很严格:任何被怀疑脑震荡的运动员都必须离开赛场，并在比赛中受伤测试．

问题在于，裁判、医护人员甚至是球员自己都无法判断自己何时遭遇了足以造成头部受伤的高强度冲击。

法国橄榄球联合会(French Rugby Federation)的性能支持部门(Performance Support Department)创建于2002年，该部门设置了可穿戴的gps设备，以跟踪球员的位置、速度和心率等生理细节。欧空局的导航工程师Nicolas Girault说:“这些在监测球员的表现和疲劳方面很有用，但在实际操作中，监测球员的动作可能是不稳定的，特别是在比赛日最需要他们的时候。”

监控系统

一个名为GEONAV的创新项目开始设计一个改进的监测系统，提供更好的监测、性能和安全性。欧空局与泰利斯公司和法国橄榄球联合会。

“主要的问题是周围环境本身——体育场，”尼古拉斯补充道。“这些通常是半室内半室外的场所。延伸的屋顶挡住了许多GPS卫星的视线，一些信号可以从高高的墙壁反射出去。这被称为“多路径”，通常会导致定位误差。

“此外，比赛期间可能会受到电视信号和移动/蜂窝网络的干扰，以及数千名携带智能手机或其他设备的观众。”

Sub-metre准确性

解决方案的第一个部分是升级卫星导航接收器，使其在多星座基础上工作，接收来自欧洲的伽利略系统、俄罗斯的格洛纳斯(Glonass)系统和中国的北斗(BeiDou)系统的信号，而不仅仅是GPS系统。这种增加的卫星可用性克服了“城市峡谷”效应，并提高了追踪到亚米精度的总体精度。

然后，为了防止在卫星导航定位无法使用时中断，还利用了一个额外的短程但高精度的超宽带网络，该网络基于放置在体育场周围的信标。

与此同时，可穿戴设备也进行了重新设计和小型化，包装尺寸缩小至10 × 8 × 2厘米的智能手机大小。这些装置包含了基于MEMS(微电子机械系统)技术的加速计，与汽车上用来触发安全气囊或自动提醒紧急服务的装置相同。

这个难题的最后一部分是要确保来自40多个这样的设备的数据能够被可靠地接收，并在同步、连续的基础上实时跟踪。该团队利用了两个独立的低功耗广域网络，分别被称为Sigfox和LoRa，通常用于物联网．前者用于发送脑震荡警报，而后者用于连续的实时通信。

“FFR在一场六国赛中测试了这一升级系统的原型，整个解决方案将在一些法国国家队进一步测试，包括青年队、女队、七队……”Nicolas评论道。“GEONAV技术还应该有很多其他应用，比如仓库资产跟踪。”

GEONAV得到了欧空局导航创新和支持计划的支持(NAVISP)，将欧空局从伽利略和欧洲EGNOS卫星增强系统中得来不易的专业知识应用于新的卫星导航，更广泛地应用于定位、导航和授时方面的挑战。

来源:欧洲航天局。图片由SJM摄影公司提供。