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智能手机的定位系统

2024-02-05手机

马上就要过年了,其实很多在外打拼的小伙伴,会选择自驾回家,必竟有家得到地方才能无限勾勒出儿时的记忆,有家的地方才是根所在的地方。

目前尽管是新能源代替燃油车的更迭过程,必定还是有相当比例的国民还是开着燃油车。既然要开车,就要用导航,对于燃油车用户,大部分还是使用的智能手机的导航。那么对于手机导航,就涉及到了一个很重要的环节,就是智能手机内部配备的导航系统。

接下来,就简单的闲聊,如有不准确的地方也请大家多多指正和包涵,这次就是闲聊。

说起手机定位导航功能,大家可能第一反应想到的就是GPS、北斗等,主要因为手机上经常用 "GPS" 三个字母代替了所有定位导航功能。

单频GPS模块

单频GPS模块只能接收GPS L1频段的卫星信号,GPS定位只要能接收到四颗卫星的定位信号,就可以进行误差在5-10米以内的定位。SKYLAB研发推出的GPS模块均采用MTK高性能定位芯片,因此能接受10个以上的卫星定位信号,因此定位精度可以达到2.5-3米。GPS模块在行车记录仪中,相当于一个卫星信号接收机,通过不断捕获并跟踪卫星的信号,根据NMEA-0183协议的标准规范,通过UART串口将接收到卫星信息数据传送给行车记录仪的,并根据数据按一定的方式进行定位计算,最终得到行车记录仪所需的经纬度、高度、速度、时间等信息。

双频GPS模块

双频GPS模块可以同时接收GPS L1、GPS L5频段的卫星信号,利用双频对电离层延度迟的不一样,可以消除电离层对电磁波信号的延迟的影响;另外,双频GPS模块还能通过在两个频率上的观测,加速整周道模糊度的解算。比如SKYLAB新推出的双频多模定位模块SKG122S/SKG122Y/SKG123,L1+L5双频的定位使定位更快,精度更高,产品性能更可靠。

芯片不一样: SKYLAB单频GPS模块多是用的联发科芯片方案,MT3337,MT3339,而SKYLAB双频GPS模块是用的华大和络达AG3335芯片方案。

频段不一样: 单频GPS模块仅能接受GPS L1频段的卫星信号,双频GPS模块可以同时接收GPS L1、GPS L5频段的卫星信号。

定位精度不一样: 双频GPS模块可以同时接收GPS L1、GPS L5频段的卫星信号,利用双频对电离层延度迟的不一样,可以消除电离层对电磁波信号的延迟的影响;另外,双频GPS模块还能通过在两个频率上的观测,加速整周道模糊度的解算。比如双频多模定位模块SKG122S/SKG122Y/SKG123定位精度可达1.5米左右,L1+L5双频的定位使定位更快,精度更高,产品性能更可靠。

授时精度不一样: 双频GPS模块授时精度为±20ns,±15ns;单频GPS模块授时定位为±30ns。

上述就是单频GPS模块和双频GPS模块较为显著的区别。

双频定位的优势

1. 更高的定位精度:双频GPS可以利用L1和L2两个频段的信号进行多路径抑制和误差消除,从而提高了定位的精度。尤其是在城市峡谷等多路径环境下,双频GPS可以减小信号强度变化带来的误差,提供更可靠的定位结果。

2. 更强的抗干扰能力:由于双频GPS利用了多个频段的信号,它相较于单频GPS在抗干扰方面更为出色。在遇到干扰源时,双频GPS可以通过对比L1和L2频段的信号来判断哪个信号受到了干扰,并据此进行干扰抑制,提高了系统的可靠性和稳定性。

3. 更快的定位速度:双频GPS可以在更短的时间内获得更准确的定位结果。通过利用L1和L2两个频段的信号进行多路径抑制和误差消除,双频GPS可以减小信号延迟和误差,从而提高定位的速度和效率。

说到这里,不得不说说属于我国的定位——北斗定位。

北斗系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。

北斗三号系统空间段由3颗GEO卫星、3颗IGSO和24颗MEO卫星等组成。北斗三号系统地面段包括主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站,以及星间链路运行管理设施。用户段包括北斗及兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品,以及终端设备、应用系统与应用服务等。

北斗系统提供服务以来,已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用。

近年来,广西、云南、贵州、四川、甘肃、陕西等多地针对地质灾害多发区域,均部署了基于北斗系统的高精度地质灾害监测预警系统。

基于北斗系统的导航服务也已被电子商务、移动智能终端制造、位置服务等厂商采用。

据北斗卫星导航系统官网信息,与其他卫星导航系统相比,北斗系统具有「三大特色」。

一是空间段采用GEO卫星、IGSO卫星和MEO卫星三种轨道卫星组成混合星座,与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多,抗遮挡能力强,尤其在低纬度地区性能优势更为明显。

二是提供多个频点的导航信号,能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。

三是创新融合了导航与通信功能,具备基本导航、短报文通信、国际搜救、星基增强和精密单点定位等多种服务能力。

北斗系统是全球第一个提供三频信号服务的卫星导航系统。GPS使用的是双频信号,这是北斗的后发优势。使用双频信号可减弱电离层延迟的影响,使用三频信号可以构建更复杂模型消除电离层延迟的高阶误差。正因如此,GPS系统也在扩展成三频信号系统。

除了定位导航授时外,北斗系统提供的短报文通信服务,是其区别于美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略系统独有的功能。

据北斗卫星导航系统官网信息,汶川地震时,第一批从震中传出的救灾信息就是北斗系统短报文功能完成的。北斗短报文功能已在海洋渔业广泛应用,在远海区域,没有地面通信基站、卫星电话昂贵的情况下,渔民可以通过北斗短报文向家里报平安,开展渔业生产,进行紧急求救。


最后祝大家在归家的路上一路顺利、平平安安,也祝大家在新的一年里万事顺意。

我是六六科技人,让我们下期见。