Che cos'è il GPS a doppia frequenza e perché Apple lo utilizza

Apple sembra essere in un campionato a sé stante con l'orologio. Nell'evento di settembre 2022, il gigante della tecnologia ha lanciato una nuovissima aggiunta alla sua gamma di smartwatch insieme ad Apple Watch Series 8 e al SE di seconda generazione, Apple Watch Ultra. Indubbiamente, sono andati all'estremo con Ultra, integrandolo con il GPS Dual Frequency di precisione. La stessa funzionalità viene aggiunta anche alla gamma iPhone 14 Pro.

Non è un segreto che una delle nostre funzionalità preferite sia la possibilità di utilizzare il GPS per la navigazione sia dal polso che dallo smartphone. Ma il GPS è già preciso. Quindi qual è la necessità del GPS a doppia banda di frequenza?

Bene, Apple tenta di aumentare la precisione dei segnali GPS attraverso questo processo. Ma la funzione non è nuova di per sé. Se hai un telefono OnePlus, Xiaomi o persino Huwaei, potresti già utilizzare questa funzione. Scaviamo per saperne di più e se ne hai bisogno.

Che cos'è il GPS a doppia banda di frequenza

Le indicazioni turn-by-turn sulla tua app di navigazione sono il risultato di un segnale GPS ricevuto da un satellite. Come tutti i segnali elettronici, anche il GPS opera su un certo sistema di frequenza. La gamma di frequenze su cui opera il segnale è chiamata banda di frequenza e ci sono più bande di frequenza. Oggi, la maggior parte dei sistemi GPS opera su un'unica banda di frequenza, chiamata banda L1 (ne parleremo più avanti).

Ora, per aumentare la precisione della posizione precisa, è possibile costruire un dispositivo per utilizzare una banda di frequenza aggiuntiva. Questo è chiamato GPS a doppia frequenza. È stato uno degli obiettivi principali di Apple quando hanno presentato la nuova gamma di Apple Watch e la serie iPhone 14 Pro. (Non perderti questi nuovissimi Sfondi della serie iPhone 14).

Esaminiamo in dettaglio la differenza tra GPS a singola e doppia frequenza.

Singolo vs. GPS a doppia frequenza

La differenza più evidente è che un GPS tradizionale a frequenza singola offre precisioni fino a 5 metri, mentre un GPS a doppia frequenza può offrire precisioni a livello di centimetri.

Come accennato in precedenza, la maggior parte dei dispositivi a frequenza singola utilizza ormai da anni la banda L1. E la più grande limitazione della banda L1 è che il suo segnale non può bypassare oggetti alti, distorsioni atmosferiche o persino fogliame fitto nel percorso. Questo porta a imprecisioni.

È qui che il sistema a doppia frequenza si dimostra efficiente. Apple utilizza la banda L1 insieme alla banda L5 nel sistema dual-band per superare i limiti associati alla banda precedente.

Anche se avrebbe più senso utilizzare solo il segnale L5 per una maggiore precisione GPS, non è possibile. La banda L5 è attualmente nella sua fase pre-operativa. Quindi, Apple combina L1 e L5 per offrire il meglio senza intoppi. Nel prossimo futuro, potremmo vedere segnali L5 che alimentano la nostra esperienza GPS su iPhone; non si sa mai.

Come funziona il GPS a doppia frequenza di precisione

L'obiettivo principale di un sistema a doppia frequenza è quello di migliorare la qualità del segnale di ingresso riducendo il rumore e rimuovendo gli errori. Un grave errore che ostacola l'elaborazione del segnale è chiamato errore multi-percorso.

Cosa sono gli errori multi-percorso

Quando richiedi dati di navigazione, utilizzi il tuo orologio (o telefono) come ricevitore che richiede segnali e informazioni da un satellite, il trasmettitore. Ora, il segnale deve viaggiare dal satellite (trasmettitore) al tuo dispositivo (ricevitore).

Il percorso tra i due non è chiaro e ha molti oggetti in mezzo, da oggetti più grandi come i grattacieli a oggetti più piccoli come le particelle nella ionosfera. Il segnale si rifletterà su questi oggetti per formare più percorsi di segnale. Questi nuovi percorsi di segnale riflessi non conterranno alcuna informazione utile.

Questo porterà a errori nelle informazioni ricevute, e sono chiamati errori multi-percorso e questo deve essere risolto.

In che modo la banda di frequenza L5 rafforza i segnali GPS

La banda L5 ha molti vantaggi rispetto alla banda L1, come una maggiore potenza e una maggiore precisione, ma uno dei vantaggi principali è la sua capacità di rilevare segnali riflessi indesiderati causati da errori multi-percorso. Quindi, una volta che le bande L1 + L5 sono in azione, identificano i segnali indesiderati e assicurano che non influenzino le informazioni in uscita all'estremità del ricevitore.

Un altro parametro che dobbiamo conoscere è il chip rate, ovvero il numero di impulsi al secondo trasmessi o ricevuti. Il chip rate delle bande di segnale L5 è quasi dieci volte maggiore delle bande di segnale L1. La capacità di riduzione degli errori è direttamente proporzionale alla velocità del chip. Pertanto, gli errori e il rumore vengono ridotti di dieci volte quando viene utilizzata una banda L5.

Hai bisogno di un dispositivo GPS a doppia frequenza

L'obiettivo di un sistema di frequenza a doppia banda è quello di migliorare la precisione dei dati GPS. Ma ammettiamolo, non abbiamo molti utenti che si lamentano dell'attuale tecnologia GPS a banda singola. Quindi per chi è destinato?

Apple ci ha fornito un esempio riconoscibile durante l'evento di lancio: la maratona di Chicago. Il percorso della maratona è pieno di grattacieli e, come accennato in precedenza, questo potrebbe portare a delle imprecisioni nel segnale GPS. Quindi, il sistema a doppia frequenza può aiutare.

Inoltre, se sei un amante dell'avventura e ti avventuri spesso nella natura selvaggia o vivi in ​​zone dove c'è poca connettività, il sistema a doppia frequenza fa al caso tuo. Inoltre, Apple ha anche rilasciato un SOS di emergenza via satellite funzionalità per la tua sicurezza.

Poiché questo è presente anche sulla serie iPhone 14 Pro, siamo sicuri che un altro caso d'uso possa utilizzare questo sistema per controllare e far atterrare i droni in sicurezza. Una precisione al centimetro può aiutarti a monitorare e posizionare accuratamente i tuoi droni.

Ora, dobbiamo aspettare che questi dispositivi affrontino test nel mondo reale per vedere come si comporta il nuovo GPS e vedere se può aiutare in più situazioni di quanto possiamo pensare.

GPS Dual Band per la massima precisione GPS

Questo era tutto ciò che devi sapere sul GPS dual band su Apple Watch Ultra. La cosa affascinante è che questa tecnologia è stata utilizzata solo nei sistemi industriali di fascia alta. La banda L5 è anche una banda che in precedenza era riservata solo ai servizi radio aeronautici. Ma grazie alla disponibilità di componenti a basso costo, possiamo vederlo su dispositivi come l'Apple Watch Ultra. Siamo piuttosto entusiasti di vedere come andrà a finire nel mondo reale, e speriamo che lo sia anche tu!

Ultimo aggiornamento il 14 settembre 2022

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