GPS แบบสองความถี่เทียบกับ GPS แบบความถี่เดียว: ความแตกต่างคืออะไร

• 2019

Xiaomi หนึ่งในผู้ผลิตสมาร์ทโฟนที่ใหญ่ที่สุดในโลกเพิ่งเปิดตัวสมาร์ทโฟนรุ่นใหม่ที่ชื่อว่า Xiaomi Mi 8 ซึ่งเป็นสมาร์ทโฟนเครื่องแรกของโลกที่นำจีพีเอสแบบดูอัลความถี่ ไม่เพียง แต่ Mi 8 เป็นสมาร์ทโฟนเครื่องแรกที่ทำเช่นนั้น แต่ในความเป็นจริงแล้วมันยังเป็นอุปกรณ์เพื่อผู้บริโภคในตลาดมวลชนรายแรกของโลกที่นำเทคโนโลยี GPS แบบดูอัลความถี่ นั่นทำให้ Mi 8 เป็นอุปกรณ์ที่พิเศษมาก ที่กล่าวว่าเทคโนโลยี GPS ความถี่คู่แบบใหม่คืออะไรและดีกว่าเทคโนโลยีความถี่ GPS แบบเดียวที่ใช้ในสมาร์ทโฟนแท็บเล็ตและอุปกรณ์สวมใส่อื่น ๆ ทั้งหมดอย่างไร นั่นคือคำถามที่เรากำลังจะพยายามตอบในบทความนี้ ดังนั้นหากคุณสงสัยว่าเทคโนโลยีดูอัลจีพีเอสแบบใหม่นี้มาจากอะไรนี่คือการเปรียบเทียบเทคโนโลยีดูอัล - ความถี่ GPS และความถี่วิทยุ GPS เดี่ยว:

GPS แบบสองความถี่เทียบกับ GPS แบบความถี่เดียว: ทำงานอย่างไร

ก่อนที่เราจะเข้าใจเทคโนโลยี GPS ความถี่คู่ใหม่เราจะต้องเข้าใจว่า GPS ใช้งานได้จริงอย่างไร Global Positioning System หรือ GPS เป็น ระบบ นำทางด้วยดาวเทียมที่ให้ข้อมูลตำแหน่งทางภูมิศาสตร์และเวลาไปยังเครื่องรับสัญญาณ GPS ได้ทุกที่บนโลก เพื่อให้ GPS ทำงานได้อย่างไร้ที่ติตัวรับสัญญาณ (ตัวอย่างเช่นสมาร์ทโฟนของคุณ) ควรมีแนวสายตาที่ไม่มีสิ่งกีดขวางไปยังดาวเทียม GPS อย่างน้อยสี่ดวง ดังนั้นโดยทั่วไปในสภาวะที่เหมาะสมดาวเทียมสี่ดวงหรือมากกว่านั้นกำลังส่งสัญญาณการนำทางไปยังอุปกรณ์ของคุณซึ่งอุปกรณ์ของคุณได้รับและตีความเพื่อบอกตำแหน่งที่แน่นอนของคุณ วิธีการที่อุปกรณ์ของคุณใช้งานด้านเทคนิคจำนวนมากซึ่งฉันจะไม่เข้าไปอย่างไรก็ตามคำอธิบายง่ายๆก็คือผู้รับจะคำนวณระยะทางระหว่างตัวเองกับดาวเทียมทั้งสี่เพื่อกำหนดตำแหน่งที่แน่นอนซึ่ง โดยปกติน่าเชื่อถือมากถึง 5 โดยเฉลี่ย 10 เมตรโดยมีข้อผิดพลาดประมาณ 15 เมตร

ตอนนี้เกิดขึ้นเมื่อเงื่อนไขดีที่สุดอย่างไรก็ตามนี่ไม่ใช่กรณี มีปัจจัยหลายอย่างในการเล่นที่ทำให้เกิดข้อผิดพลาดที่เพิ่มขึ้น สิ่งที่สำคัญที่สุดคือการรบกวนในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์, การปิดกั้นสัญญาณเนื่องจากโครงสร้างทางกายภาพขนาดใหญ่เช่นภูเขาและพื้นที่ทำให้มีลักษณะสูงด้วยอาคารสูง นั่นเป็นเหตุผลที่ถ้าคุณอาศัยอยู่ในเมืองเช่นนิวยอร์กความแม่นยำของ GPS ในโทรศัพท์ของคุณจะลดลงเนื่องจากสัญญาณถูกรบกวนและถูกแบ่งออกเป็นหลายสัญญาณโดยอาคารสูงรอบตัวคุณซึ่งจะเพิ่มอัตราความผิดพลาด (MultiPath มีผลต่อ) มีปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมายที่ส่งผลกระทบต่อความแม่นยำของ GPS แต่ปัจจัยสามข้อข้างต้นเป็นสาเหตุหลัก เทคโนโลยี GPS แบบดูอัลความถี่ได้รับการพัฒนาเพื่อแก้ไขปัญหาสัญญาณที่ เกิดจากปัจจัยที่กล่าวมาข้างต้นเพื่อให้เราสามารถรับรู้ตำแหน่งที่เชื่อถือได้และแม่นยำยิ่งขึ้น

ชนิดต่าง ๆ ของแถบ GPS

ตอนนี้ให้เราเรียนรู้เล็กน้อยเกี่ยวกับแถบ GPS ประเภทต่างๆ อีกครั้งที่ไม่ได้เข้าสู่ด้านเทคนิคเพื่อจุดประสงค์ในการใช้งานพลเรือนมีสามกลุ่มหลักที่แตกต่างกันที่พร้อมใช้งาน คุณถามว่าวงอะไร ใส่เพียงดาวเทียมส่งสัญญาณในความถี่วิทยุ ระบบกำหนดตำแหน่งบนโลกใช้ความถี่ระหว่าง 1.1 GHz และ 1.6 GHz ที่กล่าวว่าพวกเขาไม่ได้ใช้ช่วงความถี่ทั้งหมด ช่วงความถี่หลักที่ใช้โดยดาวเทียมในปัจจุบันคือ L1 แบนด์ซึ่งใช้ความถี่ประมาณระหว่าง 1.56 ถึง 1.58 GHz เช่นเดียวกับวง L1 มีแถบความถี่หลักอีกสองแถบที่สามารถใช้ใน GPS ซึ่งคือวง L2 และ L5 (แสดงในภาพด้านล่าง)

ดังนั้นเครื่องรับสัญญาณ GPS ความถี่เดียวแบบธรรมดาที่ใช้ในสมาร์ทโฟนและอุปกรณ์อื่น ๆ ของเราสามารถตีความได้เฉพาะย่านความถี่ L1 เท่านั้นและนั่นคือสาเหตุที่เรียกว่า GPS ความถี่เดียว ขณะนี้สามารถตีความได้จากชื่อ GPS ความถี่คู่มันจะใช้คลื่นความถี่สองวงที่แตกต่างกัน ดังนั้นอุปกรณ์ที่ใช้คลื่นความถี่ L1 + L2 หรือ L1 + L5 จึงเรียกว่าตัวรับสัญญาณ GPS แบบสองความถี่

Dual Frequency GPS เป็นอย่างไรดีกว่า?

การใช้จีพีเอสความถี่คู่ช่วยในการบรรเทาปัญหาที่เรากล่าวถึงข้างต้น ดังนั้นตัวรับสัญญาณที่ใช้จีพีเอสแบบดูอัลความถี่จะไม่ต้องเผชิญกับปัญหาสัญญาณรบกวนที่เกิดจากไอโอโนสเฟียร์หรืออาคารสูงในสภาพแวดล้อมของเมือง อีกครั้งที่ไม่ได้รับคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ของมันเลย โดยทั่วไปคลื่นความถี่คู่จะให้ข้อมูลเพิ่มเติมแก่ผู้รับดังนั้นจึงมีโอกาสเกิดข้อผิดพลาดน้อยลง ข้อดีอีกประการของการใช้ความถี่แบบดูอัลจีพีเอสคือแม้ว่าหนึ่งในนั้นจะล้มเหลว แต่อีกอันหนึ่งก็เป็นข้อมูลสำรอง

แม้การแต่งหน้าสัญญาณจะแตกต่างกันซึ่งส่งผลให้การอ่านดีขึ้นในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น วง L5 ทำให้ง่ายต่อการแยกสัญญาณจริงจากสัญญาณที่สะท้อนจากอาคาร ซึ่งจะช่วยลดผลกระทบ MultiPath ที่เกิดจากอาคารสูงในสภาพแวดล้อมในเมือง กล่าวโดยสรุปความถี่คลื่นวิทยุดูอัลจีพีเอสจะลดอัตราความผิดพลาดของ GPS โดยนำข้อมูลเพิ่มเติมมาใช้ซึ่งจะช่วยลดอัตราความผิดพลาดและให้การอ่านตำแหน่งที่แม่นยำยิ่งขึ้น

GPS แบบสองความถี่เทียบกับ GPS แบบความถี่เดียว: สรุป

ฉันหวังว่าฉันจะสามารถอธิบายความแตกต่างระหว่างเทคโนโลยี GPS เดี่ยวและความถี่คู่ ฉันพยายามอธิบายด้วยภาษาที่ง่ายที่สุดเท่าที่จะทำได้ นั่นอาจหมายความว่าฉันได้อธิบายคำอธิบายและรายละเอียดที่ไม่ถูกต้องกับที อย่างไรก็ตามการทำงานโดยรวมยังคงเหมือนเดิมและฉันหวังว่าคุณจะสามารถเข้าใจได้ หากคุณยังมีความสับสนถามออกไปในส่วนความเห็นด้านล่างและฉันยินดีที่จะตอบคำถามของคุณทั้งหมด