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手机导航越来越精确:这背后到底隐藏什么科技呢?


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maohu
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Post Posted: 2020-6-01 19:31 Reply with quote
@Timber 太平洋电脑网

随着技术的发展,手机导航越来越精确,特别是那些售价超过5000元以上的高端机型上,它们搭载手机导航定位技术更加全面。

目前大家购买比较多高端机型品牌有华为、三星、苹果等。下面来了解一下这些高端机型到底包含哪些手机定位技术。

华为P40 Pro、三星Galaxy S20+、苹果iPhone 11 Pro手机定位有哪些?

华为P40 Pro定位技术



从华为商城上展示华为P40 Pro规格参数可了解到,华为P40 Pro手机定位技术包含有GPS(L1+L5双频)/AGPS/GLONASS/北斗(B1I+B1C+B2a三频)/ 伽利略(E1+E5a双频)/QZSS(L1+L5双频)/NavIC。



NavIC是指印度区域导航卫星系统,英文名:Indian Regional Navigation Satellite System);

QZSS是指日本准天顶卫星系统,英文名:Quasi-Zenith Satellite System;

GLONASS是指俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(英文名:GLOBAL Navigation Satellite System;

AGPS是指辅助全球卫星定位系统,英文名:Assisted Global Positioning System;

北斗是中国北斗卫星导航系统,简称BDS,英文名:BeiDou Navigation Satellite System;

Galileo是指欧盟伽利略卫星导航系统,英文名:Galileo Satellite Navigation System;

GPS是指美国全球定位系统,英文名:Global Positioning System。

三星Galaxy S20+定位技术

从三星官方网站展示三星Galaxy S20+规格参数可了解到,三星Galaxy S20+手机定位技术包含有GPS(全球定位系统)、Glonass(格洛纳斯)、Beidou(北斗)、Galileo(伽利略)。



苹果iPhone 11 Pro定位技术——



从苹果中国官网展示iPhone 11 Pro参数配置可了解到,iPhone 11 Pro定位技术包含有内置GPS(全球定位系统)、GNSS(全球导航卫星系统)、数字指南针、无线局域网、蜂窝网络、iBeacon微定位等。

不过结合三星、华为所给出定位技术来看,苹果定位技术可细分为GPS、GNSS、iBeacon微定位等。



GNSS指的是全球导航卫星系统,英文名Global Navigation Satellite System;

iBeacon指的是苹果公司室内定位技术。

通过上述介绍,相信大家对手机定位技术有一定的了解,可以发现做通讯产品出身的华为P40 Pro定位技术最多最全面。

可见华为通讯技术之强大,那么在华为P40 Pro定位技术中所提到双频到底是什么呢?它跟单频有何区别呢?这些在日常生活中到底发挥什么作用呢?

平时所说的手机导航就单单GPS吗?定位系统构成是咋样?

如今,无论你是要点外卖,还是导航,甚至上班打卡,只要牵扯到定位,就一定会用到卫星定位。

很多人都习惯将定位系统称之为GPS。但是除了GPS之外,还有中国北斗卫星导航系统、印度NavIC区域导航卫星系统、日本QZSS准天顶卫星系统、欧盟Galileo伽利略卫星导航系统、俄罗斯GLONASS格洛纳斯卫星导航系统等。

而这些所说定位系统基本上三大部分组成,分别是由空间段、地面段和用户段。

卫星信号能够给出卫星的位置信息以及信号传播所用的时间,将二者相乘便能测算出距离。

理论上来说,一个观测点同时测量出到任意三颗卫星的距离,列出一个三元二次方程便可以求解出观测点的位置坐标。

这就像以每一颗卫星为原点,以测量到距离为半径画圆,两个球面相交形成的是一个圆,三个球面相交形成的是一个点,这个点就是观测点。

但是实际上,因为有钟差,所以三颗卫星的定位并不是很准确,因而需要四颗及以上卫星才能准确定位。

测量传输时间需要两台高精度原子钟,一台在卫星上,另一台在接收机内部。

由于两台高精度原子钟很难完全对准,很容易使测量的距离有误差,卫星钟差可以应用GPS信号所给出的参数加以修正,而接收机的钟差,一般难以预先准确确定需要把它作为一个未知参数。

因此,为了在一个观测点实时求解4个未知参数(即观测点的3个位置坐标及1个钟差参数),至少需要同时观测4颗卫星。



L1+L5双频GPS到底有什么用?

目前市场上绝大部分的智能手机都只提供了L1频段的单频GPS卫星接收能力,其实所能做到的定位精准度并不高,尤其是在高层建筑物密集的环境或立交桥底,定位偏差往往更大,甚至相差几条街的情况也时有发生。

而比较新的L5频段卫星正是为解决L1频段在民用GPS段所存在问题而生的,波长更长的特点能降低GPS信号穿过电离层的误差,实现精准度的显著提升。

用直观的数据对比来说,L5理论上可将民用定位精度从此前的5米提升至0.3米,近年来各国新发射的导航卫星已经普遍标配L5信号能力。

有了L1+L5双频GPS的支持,在定位时通过L1信号锁定卫星。

而L5信号用于计算精确位置,协同工作继而确保在室外定位提供更快更精准的体验(官方数据称提升高达10倍)。

手机导航是如何实现的?

根据资料显示,手机导航利用GPS模块、导航软件、GSM通信模块进行相互合作来完成。

具体来说,手机搭载GPS模块进行定位进行数据收集,也就是大家所说支持GPS卫星系统,支持GPS卫星系统数量越多,GPS定位也会更加准确。

导航软件的道路、路况等信息收集做得完善,这样才能更好导航出大家想要去的地方。

GSM通信模块指的是基于GSM网络手机接收移动数据,接受信号强弱也会响到定位准确性。

除了上述介绍之外会影响手机导航,大家还需要在手机设置,选到安全设置、定位服务等功能,开启定位服务,这样才能更加准确定位。

为何大多数手机定位系统是GPS,而不是中国北斗卫星导航系统呢?

很多人都会有这个疑问,但其实手机使用的定位导航系统是在出厂的时候就决定了的,与手机所搭载的定位芯片有关,和使用哪个APP是没有任何关系的。

一般情况下安卓手机在2015年后使用了比较新的芯片的情况下,手机其实很大可能已经在使用北斗定位系统了。大部分手机的芯片集成的定位导航模块都是同时兼容GPS、格洛纳斯、北斗等多个卫星导航系统的。

GPS是美国因为最早建立这样的系统,所以把自己的这套系统直接命名为GPS,不过在大家的理解上可能会产生一些其他歧义理解,其实GPS可以泛指所有的卫星定位系统,也可以特指美国的卫星定位系统。

在GLONASS(格洛纳斯)、Beidou(北斗)、Galileo(伽利略)这三个大系统闻名于世之前,毕竟只有美国这一家,因而GPS带有的这个歧义是可接受的。

随着世界各国各地区的卫星定位系统提出及发展而美国的GPS又不可能改,因而卫星导航的工业和学术界内的人就逐渐用GNSS代替GPS作为所有系统的统称,也就是Global Navigation Satellite System全球卫星导航系统。

为什么有时候不打开定位也能实现定位呢?

也许会有一些用户发现,有些时候即使没有打开定位,也能定位到大概的位置,这就用到了iBeacon功能。

iBeacon是苹果公司早些年推出的一项室内定位技术,这项技术可让附近的手持电子设备检测到由一个iBeacon信号发射器发出的蓝牙信号,通过软件和硬件的结合,从而很大程度上提高室内精度。

根据介绍称,iBeacon采用了基于蓝牙4.0的低功耗蓝牙技术(BluetoothLowEnergy,BLE),主要是用作辅助室内定位的功能.iBeacon信号覆盖的范围在(50~80米)内,大家在用手机时候可通过微信或者定制开发的应用程序获取到iBeacon的信息。

这项功能虽然能在超低功耗下定位到大概位置,但信号也非常容易受到干扰。

iBeacon功能主要有发射端和接收端两个端口实现。而在信号传输的范围内,无论是有建筑物,还是有人,只要挡住了信号,定位效果就会变得非常差。

关于北斗,我们还有话要说……

随着国力的提升,越来越多的人关心中国的北斗卫星导航了。

但是所谓的 “北斗地图APP”其实和我们的这个“国之重器”没多大关系,一些无知媒体从业者在不了解具体情况就一顿猛吹“你好,中国北斗,别了,美国GPS!”。

这种行为是这个行业的从业者不愿看到的,毕竟我们对中国北斗的信心不是吹出来的,是科技工作者潜心科研、一步一个脚印踏实走出来的。

当然,无论是什么定位系统,科学技术终究是来造福生活的。



责编:张阳


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