手机导航准不准到底看什么?单频GPS够用吗?

芳言礼语聊手机 2025-01-07 14:35:00

2024年的手机行业有两个显著的升级点,一个是电池容量暴涨,普遍来到了6000mAh级别;另一个是防护能力大幅提高,很多中端机型都支持了IP68级的防尘防水,一些手机甚至支持IP66 + IP68 + IP69防水“大满贯”,既防喷溅又防浸水还防蒸汽。

这两大显著的升级点对户外工作人员来说极具吸引力,尤其是规模庞大的外送人员。不过,令很多人不理解的是,多款面向外送人员的手机,仅支持单频GPS双频北斗。

都说双频GPS定位才准,外送人员又非常看重导航的精准度,为什么这些手机仅支持单频GPS,够用吗?

首先,我们来看看单频GPS和双频GPS的区别。

这里的单频和双频,就是卫星信号的工作频段,GPS有三个频段:L1、L2、L5。其中,L2主要用于精密定位和军事应用,我们日常使用到的是L1和L5。

卫星定位的原理很简单,用光速乘以时间,就是从卫星到信号接收设备的距离。但只有一颗卫星是不够的,因为我们要求解4个未知数:卫星信号接收设备的三维坐标x、y、z,以及本地时间与卫星定位系统的时间差t。求解四个未知数,至少需要四个方程,也就是我们需要四颗或更多的卫星才行。

只要能连接足够多的卫星,就可以实现卫星定位,单一频段自然没问题,为什么又需要双频GPS?

GPS导航系统的卫星距离地面平均高度约20200公里,北斗卫星导航系统的卫星高度根据轨道不同,高的也有21500公里、35786公里。卫星信号发出后,要走这么远的距离,中间要经过大气电离层、对流层,以及地面附近各种建筑、山体对卫星信号的反射或折射,必然会产生误差。

这里边电离层带来的误差影响最大。怎么消除误差?双频卫星定位就是一种方案。

不同频率的电磁波通过电离层时会有不同的延迟,对两个或多个频率的观测值进行线性组合,就可以消除电离层误差,从而提升精度。这就是为什么需要双频卫星信号定位。

所以,双频GPS肯定会比单频GPS的定位要更精准一些。实际上,那些支持单频GPS的手机,往往支持双频北斗——一样可以通过双频来消除电离层误差。

有些是单频GPS单频北斗的手机,如果符合兼容条件,理论上也可以相当于双频。

第二,GPS和北斗的兼容。

前面我们知道,GPS有三个频段,我国的北斗卫星导航系统一共有5个频段,分别是B1、B2、B3、B1C和B2a。

其中,B1C频段‌与GPS的L1频段兼容,‌B2a频段与GPS的L5频段兼容,也就是说,北斗也可以使用GPS的指定频段。简单理解,好比是把两个导航系统整合成了一个更大的导航系统。

在这个更大的卫星导航系统下,单频GPS和单频北斗也有机会通过互补实现双频卫星定位。一台卫星接收终端,能同时接收两个系统的卫星信号,用于导航的卫星就更多了,导航定位也更准。

如果使用一些APP,就可以看到,连接的卫星既有北斗,也有GPS,以及格洛纳斯、伽利略等卫星定位系统。

为什么北斗会与GPS兼容?主要是频段资源有限,在卫星导航系统发展初期,GPS一家独大,占据了大部分频段。我们的北斗起步较晚,可用的频率资源有限,按照国际电联规则,需要和GPS协商。2015年年底,我国与美国达成一致,在GPS发送信号的频段内,北斗可以在不构成影响的前提下共用频率资源。

第三,卫星导航的精准度跟地图有很大关系。

我们平时用手机地图来进行导航,本质上是把卫星定位的坐标,与地图进行匹配,然后我们才能知道自己现在所处的相对位置。

所以地图也会分为高精度地图和普通精度地图,我们日常使用的都是普通精度地图,绝对精度在5米左右,误差10-15米。

根据我们的实测,一部支持单频GPS单频北斗的手机,和另一部支持双频GPS的手机,在实际使用场景中导航精度相差2米。这个差别甚至是普通精度地图的正常误差范围内。

最后,说一下我们的结论:一,双频GPS定位会更精准,可以有效消除电离层误差;二,有些手机虽然是单频GPS,但也支持双频北斗,一样可以通过双频来消除电离层误差;三,即便有些手机是单频GPS单频北斗,但因为两个导航系统兼容的关系,也有机会实现双频定位;四,日常导航场景中,导航精度跟地图精度关系很大,在普通精度地图中,难以实现超高精度的定位。

因此,单频GPS的手机和双频GPS的手机,在日常导航中的差别可能没有想象中那么大。这事儿你怎么看?

0 阅读:0

芳言礼语聊手机

简介:略懂手机,独立观察,仅供参考