什么是双频GPS以及苹果为何使用它

苹果似乎与 Watch 独树一帜。在 2022 年 9 月的活动中，这家科技巨头推出了其智能手表系列的全新成员，以及 Apple Watch Series 8 和第二代 SE Apple Watch Ultra。毫无疑问，他们将 Ultra 推向了极致，将其与精确的双频 GPS 打包在一起。同样的功能也被添加到 iPhone 14 Pro 系列中。

众所周知，我们最喜欢的功能之一是能够使用 GPS 进行导航，无论是通过我们的手腕还是通过智能手机。但是 GPS 已经很精确了。那么双频段GPS有什么用呢？

好吧，苹果试图通过这个过程来提高 GPS 信号的准确性。但该功能本身并不新鲜。如果你有 OnePlus、小米，甚至是华为手机，你可能已经在使用这个功能了。让我们深入了解它的更多信息以及您是否需要它。

什么是双频段GPS

导航应用程序上的逐步导航是从卫星接收到的 GPS 信号的结果。与所有电子信号一样，GPS 也在一定的频率系统上运行。信号工作的频率范围称为频带，并且存在多个频带。今天，大多数 GPS 系统都在单一频段上运行——称为 L1 频段（稍后会详细介绍）。

现在，为了提高精确定位的准确性，可以构建一个设备来使用额外的频段。这称为双频 GPS。这是 Apple 推出新系列 Apple Watch 和 iPhone 14 Pro 系列时的主要焦点之一。（不要错过这些全新的iPhone 14 系列壁纸）。

让我们详细了解一下单频和双频 GPS 之间的区别。

单频与双频 GPS

最显着的区别是传统的单频 GPS 提供高达 5 米的精度，而双频 GPS 可以提供厘米级的精度。

如前所述，大多数单频设备多年来一直使用 L1 频段。而L1波段最大的局限在于其信号无法绕过路径中的高大物体、大气失真，甚至是茂密的树叶。这会导致不准确。

这就是双频系统被证明有效的地方。Apple 在双频系统中使用 L1 频段和 L5 频段来克服与前一个频段相关的限制。

虽然单独使用 L5 信号以获得更高的 GPS 精度更有意义，但这是不可能的。L5 频段目前处于试运营阶段。因此，Apple 结合了 L1 和 L5 来提供最好的性能。在不久的将来，我们可能会看到 L5 信号为我们在 iPhone 上的 GPS 体验提供动力；你永远不会知道。

精密双频GPS是如何工作的

双频系统的主要目标是通过降低噪声和消除错误来提高输入信号的质量。阻碍信号处理的主要错误称为多路径错误。

什么是多路径错误

当您请求导航数据时，您将手表（或手机）用作接收器，从卫星（发射器）请求信号和信息。现在，信号必须从卫星（发射器）传输到您的设备（接收器）。

在 L1 频段中，从物体（例如建筑物）反射的信号也会被您的设备接收到。

两者之间的路径并不清晰，中间有很多物体，从摩天大楼等较大的物体到电离层中的粒子等较小的物体。信号会从这些物体上反射，形成多条信号路径。这些反射的新信号路径将不包含任何有用的信息。

这将导致接收到的信息出现错误，称为多路径错误，需要修复。

L5频段如何加强GPS信号

与 L1 频段相比，L5 频段具有许多优势，例如更高的功率和更高的精度，但其中一个主要优势是它能够检测由多路径错误引起的不需要的反射信号。因此，一旦 L1 + L5 频段起作用，它们就会识别不需要的信号并确保它们不会影响接收器端的输出信息。

我们需要知道的另一个参数是码片速率——每秒发送或接收的脉冲数。L5信号波段的码片速率比L1信号波段大近十倍。错误减少能力与码片率成正比。因此，当使用 L5 频段时，误差和噪声减少了十倍。

您需要双频 GPS 设备吗

双频系统的目标是提高 GPS 数据的精度。但让我们面对现实吧，我们并没有很多用户抱怨当前的单波段 GPS 技术。那么它是为谁准备的呢？

苹果在发布会上给了我们一个相关的例子——芝加哥马拉松。马拉松的路径有很多摩天大楼，如前所述，这可能会导致 GPS 信号不准确。因此，双频系统可以提供帮助。

此外，如果您是一位冒险爱好者并且经常在荒野中冒险或居住在几乎没有网络连接的地区，那么双频系统非常适合您。此外，为了您的安全，Apple 还通过卫星功能发布了紧急求救信号。

由于这也出现在 iPhone 14 Pro 系列上，我们确信另一个用例可以使用该系统来安全地控制和降落无人机。厘米级精度可以帮助您准确监控和定位您的无人机。

现在，我们需要等待这些设备面对现实世界的测试，看看新的 GPS 表现如何，看看它是否能在比我们想象的更多的情况下提供帮助。

双频 GPS 实现超 GPS 精度

这就是您需要了解的有关 Apple Watch Ultra 上的双频 GPS 的所有信息。令人着迷的是，这项技术仅用于高端工业系统。L5 频段也是早期仅用于航空无线电服务的频段。但由于低成本组件的可用性，我们可以在 Apple Watch Ultra 等设备上看到它。我们很高兴看到它在现实世界中的表现，我们希望你也是！