12 Października 2026

Aktualności

fot. J. Pająk


Systemy nawigacji satelitarnej (ang. Global Navigation Satellite System, GNSS) mogą korzystać z danych pozyskiwanych nie tylko przez drogi, specjalistyczny sprzęt, ale także przez odbiorniki niskokosztowe, np. smartfony. O możliwościach określania pozycji z dokładnością do milimetrów opowiada prof. Jacek Paziewski z Wydziału Geoinżynierii UWM, który latem dołączył do grona profesorów tytularnych.

Kończy pan profesor pracę przy projekcie realizowanym z naukowcami z Chin, pt. „Badanie możliwości wykorzystania niskokosztowych precyzyjnych odbiorników GNSS w naukach o Ziemi (MAGIC)”. Finalizowane są ostatnie publikacje. Jak rozpoczęła się ta współpraca?

Skorzystaliśmy z konkursu SHENG Narodowego Centrum Nauki i chińskiej instytucji finansującej na polsko-chiński projekt badawczy. Partnerzy konsorcjum ze względu na dość dużą konkurencję musieli wyróżniać się w swoich dyscyplinach. Uniwersytet w Wuhan to jeden z wiodących ośrodków w zakresie nawigacji satelitarnej na świecie. To on zaproponował nam wspólne przygotowanie wniosku i realizację projektu. Formułując cel projektu chcieliśmy, by był związany z profilem naszej działalności. Wspólnie z chińską uczelnią doszliśmy do porozumienia, że będzie to zastosowanie odbiorników i urządzeń rejestrujących obserwacje GNSS, ale nieprofesjonalnych, z rynku tanich urządzeń masowych, jakimi mogą być np. odbiorniki w smartfonach, służące do precyzyjnej lokalizacji. Podeszliśmy do tematu szeroko, bo zastanawialiśmy się nad zastosowaniem tych odbiorników w naukach o Ziemi, np. w geodezji i geofizyce. Zazwyczaj takie urządzenia jak telefony komórkowe, które są stosowane do nawigacji osobistej, charakteryzują się dokładnością wyznaczenia pozycji ok. kilku metrów. Chcieliśmy sprawdzić, czy odbiorniki niskokosztowe można wykorzystać do precyzyjnego pozycjonowania na poziomie centymetrów, do monitoringu przemieszczeń na poziomie dokładności milimetrowej oraz do monitoringu ziemskiej atmosfery.

Czyli w projekcie badany był sprzęt z rynku konsumenckiego?

Tak. Znane i stosowane jest precyzyjne pozycjonowanie z wykorzystaniem profesjonalnego, ale jednocześnie drogiego sprzętu, ale nie było jeszcze rozwiązań opartych na obserwacjach GNSS rejestrowanych przez odbiorniki nieprofesjonalne. Razem z naszym partnerem tworzyliśmy algorytmy, które mogą być stosowane przez producentów np. smartfonów. Już widzimy zainteresowanie tym tematem. Uczestniczyliśmy we wrześniu w konferencji w Chinach, podczas której poruszane były możliwości aplikacji algorytmów. Wiemy, że wielu naukowców z Chin uczestniczy w zastosowaniu tych algorytmów do nawigacji autonomicznych pojazdów. Nasz zespół tym obszarem się jeszcze nie zajmował, ale projekt dał nam wiele inspiracji na następne projekty. Teraz skupiliśmy się na monitoringu pomieszczeń, deformacji i monitoringu ziemskiej jonosfery i troposfery. 

Jakie są efekty tego projektu?

Oprócz głównych celów naukowych, które zakładaliśmy i zrealizowaliśmy przy tworzeniu nowych metod precyzyjnego wyznaczania pozycji w oparciu o sprzęt niskokosztowy, osiągnęliśmy dodatkowe. Jednym z nich, moim zdaniem bardzo istotnych, jest stworzenie metody wykrywania przemieszczenia z dokładnością milimetrową z wykorzystaniem danych rejestrowanych przez smartfony. Wyniki naszych badań, które już były prezentowane i publikowane, pokazują, że taka dokładność jest do osiągnięcia. Oczywiście, metoda ma jeszcze swoje ograniczenia praktycznej aplikacji, takie jak odpowiednie umiejscowienie smartfonu i wpływ lokalnego środowiska, ale sama koncepcja została pozytywnie zweryfikowana w eksperymentach pomiarowych. Inny efekt naukowy to monitorowanie troposfery i jonosfery z wykorzystaniem obserwacji GNSS rejestrowanych przez odbiorniki niskokosztowe. Te prace jeszcze trwają, ale wstępne wyniki są obiecujące. Jest w tym duży potencjał, dlatego że tych odbiorników jest wiele. Normalnie, korzystając z odbiorników profesjonalnych, jesteśmy ograniczeni ich liczebnością. Jeżeli korzystamy ze stacji permanentnych (stacjonarnych punktów pomiarowych wyposażonych w odbiorniki satelitarne), to jest ich np. kilkadziesiąt w jednej sieci, a tych sieci w Polsce jest kilka. Jednocześnie odbiorników niskokosztowych są miliony. Sondowanie atmosfery takimi sensorami zwiększy nam dokładność i rozdzielczość. 

Jakie może mieć to zastosowanie, np. w edukacji lub nauce?

Taki monitoring troposfery może mieć zastosowanie np. w meteorologii, bo da nam dodatkowe informacje, które mogą być zastosowane do numerycznych modeli pogody i mogą zwiększyć ich dokładność. Ale to ma też swoje ograniczenia praktyczne. Użytkownicy smartfonów musieliby zainstalować specjalną aplikację, poprzez którą udostępniliby dane obserwacyjne i swoją lokalizację. Potencjał jest jednak ogromny, także pod kątem popularyzacji nauki. Jeśli mamy specjalistyczny sprzęt, dostęp do niego ma jedynie grupa studentów i naukowców w ośrodku naukowym. Smartfon w kieszeni ma prawie każdy i możemy nim wykonywać naprawdę ciekawe badania, współtworzyć usługi, udostępniać dane, co obecnie nazywane jest często demokratyzacją narzędzi i wiedzy poprzez wyeliminowanie ograniczenia ceny urządzeń obserwacyjnych. Otwierają się nowe możliwości. Na razie dokładność naszej pozycji jest ograniczona urządzeniem rejestrującym obserwacje i algorytmem ich opracowania. Jeśli ulepszymy ten algorytm i zostanie on zainstalowany w telefonie, nasze pozycjonowanie np. na mapach będzie bardziej dokładne. 

Jak przebiegała współpraca z Uniwersytetem w Wuhan? Kilka dni temu [rozmawiamy w drugiej połowie września – przyp. red.] wrócił pan z konferencji w Chinach. 

Oprócz samej konferencji odbywaliśmy również spotkania i seminaria robocze w mniejszym gronie osób bezpośrednio zaangażowanych w projekt. Podsumowaliśmy w ten sposób poszczególne etapy projektu oraz zaplanowaliśmy ostatnie z nich. W ubiegłym roku gościliśmy na UWM reprezentację naszego partnera, a teraz to my mogliśmy zobaczyć, jak oni pracują w swoim ośrodku. Bieżąca współpraca odbywała się w formule online. Spotkania na żywo są niezwykle istotne w międzynarodowych projektach, gdyż pozwalają na poznanie stylu pracy partnera oraz na budowanie do siebie zaufania. 

W jakich obszarach naukowych obecnych na Wydziale Geoinżynierii można wdrożyć efekty tego projektu? Wspominał pan profesor np. o geofizyce. 

Głównie interesujemy się zastosowaniami geodezyjnymi, czyli precyzyjnym wyznaczaniem pozycji, w tym również pozycji obiektu w ruchu, co bliższe jest nawigacji. Poza wspomnianymi wcześniej badaniami jonosfery i troposfery, sprzęt nieprofesjonalny wsparty nowymi metodami opracowania obserwacji, możemy wykorzystać np. do monitoringu sejsmograficznego, czyli rejestrowania wstrząsów Ziemi oraz monitoringu obiektów budowlanych. 

Projekt formalnie zostanie sfinalizowany w styczniu 2027, ale pewnie nie będzie to koniec współpracy z naukowcami z Chin?

Nie, planujemy kolejne działania. Wspominana wcześniej konferencja w Chinach, na której byli przedstawiciele różnych ośrodków naukowych, była okazją do nawiązywania nowych kontaktów. Wcześniej za pośrednictwem naszego partnera z Wuhan nawiązaliśmy relację z Politechniką z Hongkongu. Są chętni do współpracy i mamy już pewne badania prowadzone wspólnie. Zdecydowanie był to projekt, który wygenerował największą liczbę powiązań z partnerami zagranicznymi i myślę, że był dla naszego zespołu jednym z najważniejszych do tej pory. 

W sierpniu otrzymał pan tytuł profesora nauk inżynieryjno-technicznych w dyscyplinie inżynieria lądowa, geodezja i transport. Czym planuje się pan teraz naukowo zająć?

Profesura jest niewątpliwie podsumowaniem dotychczasowych osiągnięć, ale nie może być celem samym w sobie dla badaczy z żadnej dyscypliny. Cały czas odczuwam ciekawość naukową, zwłaszcza że systemy nawigacji satelitarnej znajdują kolejne pola zastosowania. Powstają także nowe alternatywne systemy, jak np. Starlink, oparte o satelity krążące na niskich orbitach, przeznaczone innym celom, ale otwierające jednocześnie nowe możliwości wyznaczania pozycji na Ziemi. To jest obszar, który generuje cały czas nową wiedzę i technologie, które chcielibyśmy zgłębiać w kolejnych projektach. 

 

Rozmawiała Anna Wysocka

 

Prof. dr hab. inż. Jacek Paziewski z Katedry Geodezji na Wydziale Geoinżynierii zajmuje się rozwojem metod do precyzyjnego wyznaczania pozycji. Są to metody oparte na danych z systemów nawigacji satelitarnej, takich jak: GPS, Galileo, GLONASS i chiński BDS. Jest autorem oryginalnych metod i algorytmów przetwarzania sygnałów GNSS oraz ich praktycznego wykorzystania. W sierpniu 2026 r. postanowieniem Prezydenta RP otrzymał tytuł profesora nauk inżynieryjno-technicznych w dyscyplinie inżynieria lądowa, geodezja i transport. 

 

 

 

Rodzaj artykułu