看懂黑科技丨路痴救星!小米发布全球首款双频GPS黑科技

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看懂黑科技丨路痴救星!小米发布全球首款双频GPS黑科技

导读

近日,小米8发布会在深圳举行。其中,最值得期待的莫过于“路痴救星”——双频GPS黑科技。据报道,目前市面上所有的手机采用的都是L1/E1的频段,GPS定位时的偏移度达到了300m,而小米8将采用最新的L5/E5a频段,偏移度仅仅为30m,在定位精准度方面比以往的手机提高了10倍。

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人类大脑是如何导航的?

说到此,先来了解一下在没有GPS之前,人类是如何导航认路的。你以为我要说古代镖师是如何在路上做记号、如何运用罗盘、如何到达指定地点的么?错,我说的是人类自带的导航仪——大脑。

就像我们手机和汽车里的GPS一样,我们的大脑会通过整合多种与位置和时间流逝有关的信号来估算我们现在在哪里、又将要往哪里去。

据报道称,部分简单的动物会利用嗅觉信号来导航,沿着气味浓度梯度上升或是下降。而哺乳动物的导航系统相比之下就显得尤为精密。神经系统更复杂的动物,比如沙漠蚁和蜜蜂,会利用更多策略来找到路线。其中一种方法叫做路径整合(path integration),一种像GPS一样的机制:

神经元根据对相较于出发点的方向和移动速度的监控,进行位置计算——这种任务的完成无需参照物理地标之类的外界线索。

GPS是如何导航的?

上述而言的方法对于一些“路痴”而言可以说是极大地不方便了。好在现在有了GPS,可以缓解路痴的尴尬。那GPS又是如何导航的呢?

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首先,接收卫星A信号,测量卫星A到用户的距离,在已知卫星A位置的情况下,可知用户在以卫星A为球心,距离L为半径的球体上;

其次,同理测量卫星B、卫星C到用户的距离,可再得到两个球;

最后,根据三球交汇原理,三个球上相交的那一点就是用户的位置了。如果考虑钟差因素(钟差,指用户设备与卫星之间的时钟差),增加了一个未知数,就是四个未知数(三维位置加上钟差),那就需要四颗卫星的四个观测量,这就是卫星导航定位系统的基本原理。

双频GPS有何优越性?

以上解释了导航系统是如何定位的。然鹅,小米此次发布的双频黑科技就一定比普通的导航系统更精准么?

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雷军在大会上表示,影响GPS精准度的两个主要因素:一是电离层延时;二是建筑物反射干扰。小米8率先采用双频GPS技术,实测定位精度至少提升3-5倍,堪称“路痴救星”。

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在空旷环境中,GPS偏差主要来自信号通过电离层产生的延时,小米8采用了L1+L5双频双路定位,可有效校正电离层延时。其中L1频段理论测距误差300米,L5频段理论测距误差30米。L5相对比L1频段定位精度高10倍,因此,可以有效解决了城市建筑物反射干扰。


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