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手機導航越來越精確:這背後到底隱藏什麼科技呢? 

2020-06-01 19:31:43
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@Timber 太平洋電腦網

隨著技術的發展,手機導航越來越精確,特別是那些售價超過5000元以上的高端機型上,它們搭載手機導航定位技術更加全面。

目前大家購買比較多高端機型品牌有華為、三星、蘋果等。下面來了解一下這些高端機型到底包含哪些手機定位技術。

華為P40 Pro、三星Galaxy S20+、蘋果iPhone 11 Pro手機定位有哪些?

華為P40 Pro定位技術



從華為商城上展示華為P40 Pro規格參數可了解到,華為P40 Pro手機定位技術包含有GPS(L1+L5雙頻)/AGPS/GLONASS/北斗(B1I+B1C+B2a三頻)/ 伽利略(E1+E5a雙頻)/QZSS(L1+L5雙頻)/NavIC。



NavIC是指印度區域導航衛星系統,英文名:Indian Regional Navigation Satellite System);

QZSS是指日本准天頂衛星系統,英文名:Quasi-Zenith Satellite System;

GLONASS是指俄羅斯格洛納斯衛星導航系統(英文名:GLOBAL Navigation Satellite System;

AGPS是指輔助全球衛星定位系統,英文名:Assisted Global Positioning System;

北斗是中國北斗衛星導航系統,簡稱BDS,英文名:BeiDou Navigation Satellite System;

Galileo是指歐盟伽利略衛星導航系統,英文名:Galileo Satellite Navigation System;

GPS是指美國全球定位系統,英文名:Global Positioning System。

三星Galaxy S20+定位技術

從三星官方網站展示三星Galaxy S20+規格參數可了解到,三星Galaxy S20+手機定位技術包含有GPS(全球定位系統)、Glonass(格洛納斯)、Beidou(北斗)、Galileo(伽利略)。



蘋果iPhone 11 Pro定位技術——



從蘋果中國官網展示iPhone 11 Pro參數配置可了解到,iPhone 11 Pro定位技術包含有內置GPS(全球定位系統)、GNSS(全球導航衛星系統)、數字指南針、無線局域網、蜂窩網絡、iBeacon微定位等。

不過結合三星、華為所給出定位技術來看,蘋果定位技術可細分為GPS、GNSS、iBeacon微定位等。



GNSS指的是全球導航衛星系統,英文名Global Navigation Satellite System;

iBeacon指的是蘋果公司室內定位技術。

通過上述介紹,相信大家對手機定位技術有一定的了解,可以發現做通訊產品出身的華為P40 Pro定位技術最多最全面。

可見華為通訊技術之強大,那麼在華為P40 Pro定位技術中所提到雙頻到底是什麼呢?它跟單頻有何區別呢?這些在日常生活中到底發揮什麼作用呢?

平時所說的手機導航就單單GPS嗎?定位系統構成是咋樣?

如今,無論你是要點外賣,還是導航,甚至上班打卡,只要牽扯到定位,就一定會用到衛星定位。

很多人都習慣將定位系統稱之為GPS。但是除了GPS之外,還有中國北斗衛星導航系統、印度NavIC區域導航衛星系統、日本QZSS准天頂衛星系統、歐盟Galileo伽利略衛星導航系統、俄羅斯GLONASS格洛納斯衛星導航系統等。

而這些所說定位系統基本上三大部分組成,分別是由空間段、地面段和用戶段。

衛星信號能夠給出衛星的位置信息以及信號傳播所用的時間,將二者相乘便能測算出距離。

理論上來說,一個觀測點同時測量出到任意三顆衛星的距離,列出一個三元二次方程便可以求解出觀測點的位置坐標。

這就像以每一顆衛星為原點,以測量到距離為半徑畫圓,兩個球面相交形成的是一個圓,三個球面相交形成的是一個點,這個點就是觀測點。

但是實際上,因為有鍾差,所以三顆衛星的定位並不是很准確,因而需要四顆及以上衛星才能准確定位。

測量傳輸時間需要兩台高精度原子鍾,一台在衛星上,另一台在接收機內部。

由於兩台高精度原子鍾很難完全對准,很容易使測量的距離有誤差,衛星鍾差可以應用GPS信號所給出的參數加以修正,而接收機的鍾差,一般難以預先准確確定需要把它作為一個未知參數。

因此,為了在一個觀測點實時求解4個未知參數(即觀測點的3個位置坐標及1個鍾差參數),至少需要同時觀測4顆衛星。



L1+L5雙頻GPS到底有什麼用?

目前市場上絕大部分的智能手機都只提供了L1頻段的單頻GPS衛星接收能力,其實所能做到的定位精准度並不高,尤其是在高層建築物密集的環境或立交橋底,定位偏差往往更大,甚至相差幾條街的情況也時有發生。

而比較新的L5頻段衛星正是為解決L1頻段在民用GPS段所存在問題而生的,波長更長的特點能降低GPS信號穿過電離層的誤差,實現精准度的顯著提升。

用直觀的數據對比來說,L5理論上可將民用定位精度從此前的5米提升至0.3米,近年來各國新發射的導航衛星已經普遍標配L5信號能力。

有了L1+L5雙頻GPS的支持,在定位時通過L1信號鎖定衛星。

而L5信號用於計算精確位置,協同工作繼而確保在室外定位提供更快更精准的體驗(官方數據稱提升高達10倍)。

手機導航是如何實現的?

根據資料顯示,手機導航利用GPS模塊、導航軟件、GSM通信模塊進行相互合作來完成。

具體來說,手機搭載GPS模塊進行定位進行數據收集,也就是大家所說支持GPS衛星系統,支持GPS衛星系統數量越多,GPS定位也會更加准確。

導航軟件的道路、路況等信息收集做得完善,這樣才能更好導航出大家想要去的地方。

GSM通信模塊指的是基於GSM網絡手機接收移動數據,接受信號強弱也會響到定位准確性。

除了上述介紹之外會影響手機導航,大家還需要在手機設置,選到安全設置、定位服務等功能,開啟定位服務,這樣才能更加准確定位。

為何大多數手機定位系統是GPS,而不是中國北斗衛星導航系統呢?

很多人都會有這個疑問,但其實手機使用的定位導航系統是在出廠的時候就決定了的,與手機所搭載的定位芯片有關,和使用哪個APP是沒有任何關系的。

一般情況下安卓手機在2015年後使用了比較新的芯片的情況下,手機其實很大可能已經在使用北斗定位系統了。大部分手機的芯片集成的定位導航模塊都是同時兼容GPS、格洛納斯、北斗等多個衛星導航系統的。

GPS是美國因為最早建立這樣的系統,所以把自己的這套系統直接命名為GPS,不過在大家的理解上可能會產生一些其他歧義理解,其實GPS可以泛指所有的衛星定位系統,也可以特指美國的衛星定位系統。

在GLONASS(格洛納斯)、Beidou(北斗)、Galileo(伽利略)這三個大系統聞名於世之前,畢竟只有美國這一家,因而GPS帶有的這個歧義是可接受的。

隨著世界各國各地區的衛星定位系統提出及發展而美國的GPS又不可能改,因而衛星導航的工業和學術界內的人就逐漸用GNSS代替GPS作為所有系統的統稱,也就是Global Navigation Satellite System全球衛星導航系統。

為什麼有時候不打開定位也能實現定位呢?

也許會有一些用戶發現,有些時候即使沒有打開定位,也能定位到大概的位置,這就用到了iBeacon功能。

iBeacon是蘋果公司早些年推出的一項室內定位技術,這項技術可讓附近的手持電子設備檢測到由一個iBeacon信號發射器發出的藍牙信號,通過軟件和硬件的結合,從而很大程度上提高室內精度。

根據介紹稱,iBeacon采用了基於藍牙4.0的低功耗藍牙技術(BluetoothLowEnergy,BLE),主要是用作輔助室內定位的功能.iBeacon信號覆蓋的范圍在(50~80米)內,大家在用手機時候可通過微信或者定制開發的應用程序獲取到iBeacon的信息。

這項功能雖然能在超低功耗下定位到大概位置,但信號也非常容易受到幹擾。

iBeacon功能主要有發射端和接收端兩個端口實現。而在信號傳輸的范圍內,無論是有建築物,還是有人,只要擋住了信號,定位效果就會變得非常差。

關於北斗,我們還有話要說……

隨著國力的提升,越來越多的人關心中國的北斗衛星導航了。

但是所謂的 “北斗地圖APP”其實和我們的這個“國之重器”沒多大關系,一些無知媒體從業者在不了解具體情況就一頓猛吹“你好,中國北斗,別了,美國GPS!”。

這種行為是這個行業的從業者不願看到的,畢竟我們對中國北斗的信心不是吹出來的,是科技工作者潛心科研、一步一個腳印踏實走出來的。

當然,無論是什麼定位系統,科學技術終究是來造福生活的。



責編:張陽
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