Den första precisa kommersiella alternativet till GPS är på väg att bli verklighet, när sex satelliter designade av startupen Xona Space Systems förbereder sig för att skjutas upp i omloppsbana denna månad. Att konkurrera med gratis signaler från regeringar världen över kan låta som ett dåraktigt projekt, men Xona satsar på att navigation och tidsbestämning kan läggas till listan över de facto-statliga rymdmonopol som störts av riskkapitalfinansierade startups.

Xona grundades 2019 av fem ingenjörer som träffades på Stanford Universitys forskarutbildning i rymdteknik, och idén har funnits med ett tag. En av grundarna, Tyler Reid, skrev sin doktorsavhandling om att använda satelliter i låg omloppsbana för att förbättra navigation. Över "pizza- och ölprat" undrade vännerna om att lösa GPS:s problem kunde vara en affärsidé.

"Min spontana reaktion var att det här är dumt", säger Xonas vd Brian Manning till TechCrunch. "Varför skulle någon ersätta GPS? Det är gratis, eller hur? Och jag började gräva i det. Folk tänker på GPS som en gratistjänst, men marknaden är inte tjänsten. Marknaden är hårdvaran, och det säljs miljarder enheter varje år; de sakerna ges inte bort gratis. Det finns en enorm marknad som desperat letar efter bättre prestanda."

Men att förbättra GPS var inte enkelt. Xona var tvungna att utveckla en unik arkitektur som låter deras satelliter hålla tiden utan dyra atomur ombord, och i stället förlita sig på närheten till jorden och nära kommunikation med markbaserade sanningskällor. Företaget säkerställde också att deras signaler kunde tas emot av befintliga GPS-mottagare med en relativt enkel mjukvaruändring, vilket gav omedelbar marknadstillgång och underlättade den regulatoriska vägen för att sända navigationssignaler.

Senare denna månad väntas en SpaceX-raket skjuta upp sex Xona-satelliter. Fyra liknar en prototyp som sköts upp förra året och som bevisade tekniken; dessa är byggda kring en satellitplattform från Aerospace Labs. De andra två byggdes helt av Xona vid företagets huvudkontor i Burlingame, Kalifornien, och är avsedda att bli grunden för företagets operativa konstellation på 258 satelliter, kallad Pulsar.

Pulsar lovar centimeternoggrannhet för geolokalisering, jämfört med GPS:s meternoggrannhet, och signalen är stark nog att upptäckas inomhus och i stadsmiljöer. Manning tror också att den är tillräckligt kraftfull för att avskräcka potentiella störsändare och spoofare.

När satelliterna väl är i omloppsbana och passerar över mellanbreddgraderna ungefär åtta gånger om dagen kan Xona börja beta-testa Pulsar med riktiga kunder. Ian Gough, vd för det elektroniska tidsföretaget TimeBeat, säger att den inledande piloten kommer att låta hans ingenjörer kontrollera och korrigera tidsangivelsen från sina enheter runt om i världen. År 2028 hoppas Xona kunna erbjuda full täckning i USA, Europa, Japan och Sydkorea.

Xona har tagit in drygt 300 miljoner dollar från riskkapitalinvesterare sedan grundandet, inklusive 20 miljoner dollar från USA:s rymdstyrka. Även om företaget fokuserar på att erbjuda en kommersiell tjänst är den amerikanska regeringen tydligt intresserad av tekniken, i takt med att störning och spoofing av satellitnavigeringstjänster blir allt vanligare i konflikter.

Medan det bokstavligen finns miljarder potentiella användare för en ny precis tidssignal blickar Xona också framåt mot en värld av växande autonomi. Reid, vars avhandling inspirerade företaget och som nu är dess teknikchef, arbetade med självkörande bilar på Ford och såg att en tjänst som Pulsar skulle behövas för att förverkliga potentialen hos autonoma fordon av alla slag.

Xonas huvudkontor har en otrolig utsikt över plan som landar på San Francisco International Airport. När Manning ser jetplanen komma in påpekar han att bland "alla former av masstransport är civil luftfart guldstandarden för säkerhet. Vi ser att Xona och det vi bygger kan spela en stor roll i det … att tillhandahålla tjänsten till en bil, så att du kan känna dig lika trygg med att ta händerna från ratten som när du lutar dig tillbaka i ett flygplan"