Dvoufrekvenční GPS vs jednofrekvenční GPS Jaký je rozdíl?

Společnost Xiaomi, jeden z největších výrobců smartphonů na světě, právě představila nový smartphone s názvem Xiaomi Mi 8, který je prvním smartphonem na světě, který přináší dvoufrekvenční GPS. Nejen Mi 8 je prvním smartphonem, ale ve skutečnosti je to také první spotřebitelské zařízení na masovém trhu na světě, které přináší technologii GPS s dvěma kmitočty. Díky tomu je Mi 8 velmi speciální zařízení. To znamená, co přesně je nová technologie duální frekvence GPS a jak je lepší než běžná technologie frekvence jednoho GPS, která se používá ve všech ostatních smartphonech, tabletech a nositelných zařízeních? To je otázka, na kterou se v tomto článku pokusíme odpovědět. Pokud jste se tedy zajímali, co nová technologie duální GPS přináší, tady je naše srovnání technologií duální frekvence GPS a jednofrekvenční GPS:

Dvoufrekvenční GPS vs. jednofrekvenční GPS: Jak fungují?

Než pochopíme novou dvoufrekvenční technologii GPS, budeme muset pochopit, jak GPS ve skutečnosti funguje. Globální poziční systém nebo GPS je satelitní radionavigační systém, který poskytuje geolokaci a časové informace přijímači GPS kdekoli na Zemi. Aby GPS fungovalo bezchybně, měl by mít přijímač (například váš smartphone) volný výhled na čtyři nebo více satelitů GPS. Takže v zásadě za optimálních podmínek vysílají čtyři nebo více satelitů navigační signály do vašeho zařízení, které vaše zařízení přijímá a interpretuje, aby vám řeklo vaši přesnou polohu. Jak to vaše zařízení dělá, zahrnuje mnoho technických prvků, do kterých se nedostanu, jednoduché vysvětlení však je, že přijímač vypočítá vzdálenost mezi sebou a čtyřmi satelity, aby určil přesnou polohu, která je běžně spolehlivé v průměru až 5–10 metrů s potenciální chybou kolem 15 metrů.

Nyní, když k tomu dojde za optimálních podmínek, to však neplatí vždy. Ve hře je spousta faktorů, které zvyšují potenciální chybu. Mezi nejvýznamnější patří interference v ionosféře, blokování signálu v důsledku velkých fyzických struktur, jako jsou hory, a vysoce urbanizovaná oblast s vysokými budovami. Proto, pokud žijete ve městě, jako je New York, je přesnost GPS vašeho telefonu nižší, protože signál je rušen a je rozdělen do několika signálů vysokými budovami kolem vás, což zvyšuje míru chyb (vliv MultiPath). Existuje mnoho dalších faktorů, které ovlivňují přesnost GPS, ale výše uvedené tři jsou hlavním viníkem. Dvoufrekvenční technologie GPS byla vyvinuta k uklidnění problémů se signálem způsobené výše uvedenými faktory, abychom mohli mít spolehlivější a přesnější rozpoznávání polohy.

Různé typy GPS pásem

Nyní se naučíme něco o různých typech pásem GPS. Opět platí, že pokud se nedostaneme k technickým otázkám, pro účely civilního použití existují tři hlavní různá pásma, která jsou k dispozici k použití. Na jaké kapely se ptáte? Jednoduše řečeno, satelit vysílá signály na rádiových frekvencích. Globální poziční systém využívá frekvence mezi 1,1 GHz a 1,6 GHz. To znamená, že nevyužívají celý frekvenční rozsah. Hlavním frekvenčním rozsahem, který dnes satelity využívají, je pásmo L1, které využívá frekvence zhruba mezi 1,56 až 1,58 GHz. Stejně jako pásmo L1 existují dvě další hlavní frekvenční pásma, která lze použít pro GPS, a to pásma L2 a L5 (zobrazeno na obrázku níže).

Normální jednofrekvenční přijímač GPS, který se používá v našich smartphonech a jiných zařízeních, může interpretovat pouze pásmo L1, a proto se mu říká jednofrekvenční GPS. Nyní, jak lze interpretovat z názvu dvoufrekvenční GPS, bude používat dvě různá pásma. Zařízení používající pásma L1 + L2 nebo L1 + L5 se tedy nazývají dvoufrekvenční přijímače GPS.

Jak je lepší dvoufrekvenční GPS?

Použití dvoufrekvenčního GPS pomáhá zmírnit problémy, o kterých jsme diskutovali výše. Přijímač využívající dvoufrekvenční GPS tedy nebude muset čelit problémům s rušením signálu způsobeným ionosférou nebo vysokými budovami v městském prostředí. Opět platí, že se nedostaneme do matematiky a fyziky toho všeho, duální pásma v zásadě poskytují přijímači více informací, takže existuje menší pravděpodobnost výskytu chyby. Další výhodou používání frekvence dual-GPS je, že i když jeden z nich selže, druhý je přítomen jako záloha.

Dokonce i složení signálu se liší, což má za následek lepší hodnoty v různých prostředích. Například, pásmo L5 usnadňuje rozlišení skutečných signálů od signálů odražených od budov čímž se snižuje efekt MultiPath způsobený vysokými budovami v městském prostředí. Závěrem lze říci, že frekvence dual-GPS snižuje chybovost GPS tím, že přináší více informací, čímž snižuje chybovost a poskytuje přesnější čtení polohy.

VIZ TÉŽ: Jak funguje dvoufrekvenční GPS Xiaomi Mi 8?

Dvoufrekvenční GPS vs jednofrekvenční GPS: Závěr

Doufám, že jsem byl schopen vysvětlit rozdíl mezi jednofrekvenční a dvoufrekvenční technologií GPS. Snažil jsem se to vysvětlit co nejjednodušším jazykem, jak jen mohu. To by mohlo znamenat, že jsem příliš zjednodušil vysvětlení a podrobnosti nemusí být přesné pro tričko. Celková práce však zůstává stejná a doufám, že jste ji dokázali pochopit. Pokud stále máte nejasnosti, zeptejte se v sekci komentáře níže a rád zodpovím všechny vaše otázky.