Что такое двухчастотный GPS и почему Apple его использует

Apple, кажется, находится в собственной лиге с часами. На мероприятии в сентябре 2022 года технический гигант представил совершенно новое дополнение к своей линейке умных часов наряду с Apple Watch Series 8 и вторым поколением SE, Apple Watch Ultra. Несомненно, они пошли на крайние меры с Ultra, укомплектовав его точным двухчастотным GPS. Эта же функция добавлена ​​и в линейку iPhone 14 Pro.

Не секрет, что одной из наших любимых функций является возможность использовать GPS для навигации, будь то прямо с нашего запястья или через смартфон. Но GPS уже точен. Так зачем нужен двухдиапазонный GPS?

Что ж, Apple пытается повысить точность сигналов GPS с помощью этого процесса. Но функция сама по себе не нова. Если у вас есть телефон OnePlus, Xiaomi или даже Huwaei, возможно, вы уже используете эту функцию. Давайте покопаемся, чтобы узнать больше об этом и нужно ли вам это.

Что такое двухдиапазонный GPS

Пошаговые инструкции в вашем навигационном приложении являются результатом сигнала GPS, полученного со спутника. Как и все электронные сигналы, GPS также работает в определенной частотной системе. Диапазон частот, в котором работает сигнал, называется полосой частот, и существует несколько полос частот. Сегодня большинство систем GPS работают в одной полосе частот, называемой полосой L1 (подробнее об этом позже).

Теперь для повышения точности определения местоположения можно построить устройство, использующее дополнительную полосу частот. Это называется двухчастотным GPS. Это было одним из основных направлений деятельности Apple, когда они представили новую линейку Apple Watch и серию iPhone 14 Pro. (Не пропустите эти совершенно новые Обои для iPhone 14 серии).

Давайте подробно рассмотрим разницу между одночастотным и двухчастотным GPS.

Одиночный против. Двухчастотный GPS

Наиболее заметным отличием является то, что традиционный одночастотный GPS обеспечивает точность до 5 метров, тогда как двухчастотный GPS может обеспечивать точность на уровне сантиметра.

Как упоминалось ранее, большинство одночастотных устройств уже много лет используют диапазон L1. И самое большое ограничение диапазона L1 заключается в том, что его сигнал не может обойти высокие объекты, атмосферные искажения или даже густую листву на пути. Это приводит к неточностям.

Именно здесь двухчастотная система оказывается эффективной. Apple использует диапазон L1 вместе с диапазоном L5 в двухдиапазонной системе, чтобы преодолеть ограничения, связанные с первым диапазоном.

Хотя было бы разумнее использовать только сигнал L5 для большей точности GPS, это невозможно. Диапазон L5 в настоящее время находится на предоперационной стадии. Следовательно, Apple объединяет L1 и L5, чтобы обеспечить лучшее без сбоев. В ближайшем будущем мы можем увидеть сигналы L5, обеспечивающие работу GPS на iPhone; никогда не знаешь.

Как работает прецизионный двухчастотный GPS

Основной задачей двухчастотной системы является улучшение качества входного сигнала за счет уменьшения шума и устранения ошибок. Серьезная ошибка, которая затрудняет обработку сигнала, называется многолучевой ошибкой.

Что такое многопутевые ошибки

Когда вы запрашиваете навигационные данные, вы используете свои часы (или телефон) в качестве приемника, запрашивающего сигнал и информацию со спутника-передатчика. Теперь сигнал должен пройти от спутника (передатчика) к вашему устройству (приемнику).

Путь между ними не ясен и имеет много объектов между ними, от более крупных объектов, таких как небоскребы, до более мелких объектов, таких как частицы в ионосфере. Сигнал будет отражаться от этих объектов, образуя несколько путей прохождения сигнала. Эти отраженные новые пути прохождения сигнала не будут содержать никакой полезной информации.

Это приведет к ошибкам в полученной информации, и они называются многопутевыми ошибками, и это требует исправления.

Как полоса частот L5 усиливает сигналы GPS

Диапазон L5 имеет много преимуществ по сравнению с диапазоном L1, таких как более высокая мощность и более высокая точность, но одним из основных преимуществ является его способность обнаруживать нежелательные отраженные сигналы, вызванные многолучевыми ошибками. Таким образом, когда полосы L1 + L5 задействованы, они идентифицируют нежелательные сигналы и гарантируют, что они не повлияют на выходную информацию на стороне приемника.

Еще один параметр, который нам нужно знать, — это частота чипов — количество импульсов в секунду, которые передаются или принимаются. Скорость передачи чипов в полосах сигнала L5 почти в десять раз выше, чем в полосах сигнала L1. Возможность уменьшения ошибок прямо пропорциональна скорости передачи чипов. Таким образом, ошибки и шум уменьшаются в десять раз при использовании диапазона L5.

Вам нужно двухчастотное GPS-устройство?

Целью двухдиапазонной частотной системы является повышение точности данных GPS. Но давайте посмотрим правде в глаза, у нас не так много пользователей, жалующихся на текущую однодиапазонную технологию GPS. Так для кого он предназначен?

Apple дала нам хороший пример во время запуска — Чикагский марафон. На трассе марафона много небоскребов, и, как упоминалось ранее, это может привести к некоторым неточностям в сигнале GPS. Итак, двухчастотная система может помочь.

Более того, если вы любитель приключений и часто выезжаете в дикую природу или живете в районах с плохой связью, двухчастотная система для вас. Кроме того, Apple также выпустила экстренный SOS через спутник Функция для вашей безопасности.

Поскольку это присутствует и в серии iPhone 14 Pro, мы уверены, что другой вариант использования может использовать эту систему для безопасного управления и посадки дронов. Точность на уровне сантиметра может помочь вам точно отслеживать и позиционировать ваши дроны.

Теперь нам нужно дождаться, когда эти устройства пройдут испытания в реальных условиях, чтобы увидеть, как работает новый GPS, и посмотреть, сможет ли он помочь в большем количестве ситуаций, чем мы можем себе представить.

Двухдиапазонный GPS для сверхточной GPS-навигации

Это все, что вам нужно знать о двухдиапазонном GPS на Apple Watch Ultra. Удивительно то, что эта технология использовалась только в высокотехнологичных промышленных системах. Полоса L5 также является полосой, которая ранее была зарезервирована только для авиационных радиослужб. Но благодаря наличию недорогих компонентов мы можем видеть это на таких устройствах, как Apple Watch Ultra. Мы очень рады видеть, как это работает в реальном мире, и мы надеемся, что вы тоже!

Последнее обновление: 14 сентября 2022 г.

Вышеупомянутая статья может содержать партнерские ссылки, которые помогают поддерживать Guiding Tech. Однако это не влияет на нашу редакционную честность. Содержание остается беспристрастным и аутентичным.