從10米到1米:GPS定位精度將迎來飛躍

2020-11-26 驅動之家

作為「我在哪裡?」的答案來源,GPS(全球定位系統)對於人類生活的影響絕不止一點半點。

不管你用蘋果還是安卓,安裝大部分軟體時手機會彈出這樣一條提示:「是否允許使用定位信息?」。允許之後,軟體就能提供更加針對而精確的服務,而這個過程主要就是通過GPS技術來實現。

不過GPS定位同樣存在定位誤差,而對於民用領域來說,這個值大概在10米左右。據Gizmodo報導,一隊來自加州大學的研究者表示他們已經將這個精度縮小到了1米。

10米:有點準但是又有點不準

通過接收24顆衛星中至少3顆的發出的信息,包括衛星的位置以及信號發出的時間,我們就能夠通過計算出三個半徑,並且在空間中畫出三個球體,而你的位置就在三個球體交匯的點上。

由於GPS採用的是中距離的地球環繞軌道,所以距離導致了誤差不可避免的存在。即便是超過3顆衛星數據疊加,最佳的定位誤差還是在10米左右。

由於GPS實際上是由美國國防部牽頭研製和維護的,不可避免的牽扯到軍事的因素。最早期因為害怕別的國家利用高精度的定位對美國進行打擊,他們甚至故意加大民用定位的誤差,導致當時民用精度只能達到100米,而這一做法直到2000年才被柯林頓政府撤銷。

但對於普通用戶來說10米的精度就比較尷尬了,比如在城市裡打個車,如果你自己不熟悉的話就很難確認自己究竟在馬路的哪一邊。

提升精度:看起來容易做起來難

想要進一步提升精度的方法也有很多:最簡單的就是降低衛星的軌道,可這樣一來為了實現覆蓋需要發射的衛星數量會急劇增加,間接增加了整個系統的部署成本。

既然衛星的數據精確度無法再提升,那就只要引入其他數據了,其中最直接的就是將GPS數據與陀螺儀的數據進行對比。

這個想法很早就有人提出,但是問題隨之而來——龐大的計算量。GPS的數據是坐標數據,而陀螺儀給出的則是運動加速度數據,複雜的對比過程需要動用大量計算能力。

而這次,來自加州大學的這個研究團隊就提出了一種全新的算法,能夠大幅減少預算量負擔,哪怕是手機這樣的行動裝置同樣也能夠滿足。

目前,這種全新的算法已經刊登在在IEEE Transactions上,其中包括所有實現的具體步驟。相信很快就能夠從理論階段進入實際測試階段,屆時我們就將知道這種算法的真實表現了。

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  • 美國GPS精度0.4米,俄羅斯格洛納斯10米,中國北鬥呢?
    我們都知道現在導航系統已經成為了我們日常生活中的一部分,需要衛星系統協助才能為大家提供定位,從我們目前的生活狀態來說,導航定位為我們的出行帶來了很大的便利,避免了四處找路的麻煩。在多國都還不知道衛星定位是什麼東西的時候,美國已經在使用GPS衛星定位系統了,當然當時剛問世的時候還存在很多的不足,隨著社會的發展進步,定位越來越準確。
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    我們都知道現在導航系統已經成為了我們日常生活中的一部分,需要衛星系統協助才能為大家提供定位,從我們目前的生活狀態來說,導航定位為我們的出行帶來了很大的便利,避免了四處找路的麻煩。在當前的科技水平下,全球有四大衛星系統,分別是美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、歐盟的伽利略系統和我國的北鬥衛星導航系統。
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