デュアル周波数 GPS とは何か、Apple がそれを使用する理由

Apple は Watch で独自のリーグにいるようだ。 2022 年 9 月のイベントで、テクノロジーの巨人は、Apple Watch Series 8 と第 2 世代 SE である Apple Watch Ultra とともに、スマートウォッチのラインナップに新しい製品を追加しました。 間違いなく、彼らはウルトラで極端になり、高精度のデュアル周波数 GPS を搭載しました。 iPhone 14 Proのラインナップにも同様の機能が追加されています。

私たちのお気に入りの機能の 1 つは、手首からでもスマートフォンからでも GPS を使用してナビゲーションできることです。 しかし、GPSはすでに正確です。 では、デュアル周波数バンド GPS の必要性は何でしょうか?

Apple は、このプロセスを通じて GPS 信号の精度を高めようとしています。 しかし、この機能自体は新しいものではありません。 OnePlus、Xiaomi、または Huwaei ハンドセットをお持ちの場合は、既にこの機能を使用している可能性があります。 それについて詳しく調べ、それが必要かどうかを調べてみましょう。

デュアル周波数バンド GPS とは

ナビゲーション アプリのターンバイターン方式の経路案内は、衛星から受信した GPS 信号の結果です。 すべての電子信号と同様に、GPS も特定の周波数システムで動作します。 信号が動作する周波数の範囲は周波数帯域と呼ばれ、複数の周波数帯域があります。 今日、ほとんどの GPS システムは、L1 バンドと呼ばれる単一の周波数帯域で動作します (詳細は後述)。

現在、ピンポイントの位置精度を高めるために、追加の周波数帯域を使用するようにデバイスを構築できます。 これはデュアル周波数 GPS と呼ばれます。 これは、Apple Watch の新しいシリーズと iPhone 14 Pro シリーズを発表したときの Apple の主な焦点の 1 つでした。 （これらのまったく新しいものをお見逃しなく iPhone 14シリーズの壁紙).

単一周波数 GPS と 2 周波数 GPS の違いを詳しく見てみましょう。

シングル vs. デュアル周波数 GPS

最も顕著な違いは、従来の単一周波数 GPS は最大 5 メートルの精度を提供するのに対し、2 周波数 GPS はセンチメートル レベルの精度を提供できることです。

前述のように、ほとんどの単一周波数デバイスは何年も前から L1 帯域を使用しています。 また、L1 バンドの最大の制限は、その信号が背の高い物体、大気の歪み、さらにはパス内の密集した葉をバイパスできないことです。 これは不正確さにつながります。

これは、デュアル周波数システムが効率的であることが証明される場所です。 Apple は、L1 バンドと L5 バンドをデュアルバンド システムで使用して、前者のバンドに関連する制限を克服しています。

GPS の精度を高めるために L5 信号を単独で使用する方が理にかなっていますが、それは不可能です。 L5 バンドは現在、運用前の段階にあります。 したがって、Apple は L1 と L5 を組み合わせて、問題なく最高のものを提供します。 近い将来、L5 信号が iPhone での GPS エクスペリエンスを強化するようになるかもしれません。 あなたは、決して知らない。

高精度デュアル周波数 GPS の仕組み

デュアル周波数システムの主な目的は、ノイズを減らしてエラーを除去することにより、入力信号の品質を向上させることです。 信号処理を妨げる主要なエラーは、マルチパス エラーと呼ばれます。

マルチパス エラーとは

ナビゲーション データを要求するときは、時計 (または電話) を受信機として使用して、衛星からの信号と情報を要求します。 ここで、信号は衛星 (送信機) からデバイス (受信機) に移動する必要があります。

2 つの間のパスは明確ではなく、超高層ビルのような大きなオブジェクトから電離層の粒子のような小さなオブジェクトまで、間に多くのオブジェクトがあります。 信号はこれらのオブジェクトに反射して、複数の信号経路を形成します。 これらの反映された新しい信号パスには、有用な情報は含まれません。

これにより、受信した情報にエラーが発生します。これらはマルチパス エラーと呼ばれ、修正が必要です。

L5 周波数帯域が GPS 信号をどのように強化するか

L5 バンドには、L1 バンドよりも高出力、高精度などの多くの利点がありますが、主な利点の 1 つは、マルチパス エラーによって引き起こされる不要な反射信号を検出できることです。 そのため、L1 + L5 帯域が動作すると、不要な信号が識別され、受信側の出力情報に影響を与えないようにします。

知っておく必要があるもう 1 つのパラメーターは、チップ レートです。これは、送受信される 1 秒あたりのパルス数です。 L5 信号帯域のチップ レートは、L1 信号帯域の約 10 倍です。 エラー削減能力は、チップレートに正比例します。 したがって、L5 帯域を使用すると、エラーとノイズが 10 分の 1 に減少します。

デュアル周波数 GPS デバイスが必要ですか

デュアルバンド周波数システムの目的は、GPS データの精度を向上させることです。 しかし、現状のシングルバンド GPS 技術に不満を持っているユーザーは多くありません。 では、それは誰のためのものですか？

Apple は、ローンチ イベントであるシカゴ マラソンで関連性のある例を示してくれました。 マラソンのコースには多くの高層ビルがあり、前述のように、これが GPS 信号の不正確さにつながる可能性があります。 したがって、デュアル周波数システムが役立ちます。

さらに、あなたが冒険好きで、荒野に出かけたり、接続がほとんどない地域に住んでいることが多い場合は、デュアル周波数システムが最適です。 さらに、Apple は 衛星経由の緊急 SOS あなたの安全のための機能。

これはiPhone 14 Proシリーズにも存在するため、このシステムを使用してドローンを安全に制御および着陸させる別のユースケースがあると確信しています. センチメートルレベルの精度により、ドローンを正確に監視して配置することができます。

現在、これらのデバイスが実際のテストに直面するのを待って、新しい GPS がどのように機能するかを確認し、考えられるよりも多くの状況で役立つかどうかを確認する必要があります.

ウルトラGPS精度のためのデュアルバンドGPS

以上が、Apple Watch Ultra のデュアルバンド GPS について知っておくべきことのすべてでした。 興味深いのは、この技術がハイエンドの産業用システムでのみ使用されていたことです。 L5 バンドは、以前は航空無線サービス専用に予約されていたバンドでもあります。 しかし、低コストのコンポーネントが利用できるおかげで、Apple Watch Ultra などのデバイスで見ることができます。 私たちはそれが現実の世界でどのように機能するかを見るのがとても楽しみです。あなたもそうであることを願っています!

最終更新日: 2022 年 9 月 14 日

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