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公司 2016-2-14 14:44

从 10 米到 1 米,GPS 定位精度将迎来飞跃?

作为“我在哪里?”的答案来源,GPS(全球定位系统)对于人类生活的影响绝不止一点半点。

不管你用苹果还是安卓,安装大部分软件时手机会弹出这样一条提示:“是否允许使用定位信息?”。允许之后,软件就能提供更加针对而精确的服务,而这个过程主要就是通过 GPS 技术来实现。

不过 GPS 定位同样存在定位误差,而对于民用领域来说,这个值大概在 10 米左右。据 Gizmodo 报道,一队来自加州大学的研究者表示他们已经将这个精度缩小到了 1 米。

10 米:有点准但是又有点不准

通过接收 24 颗卫星中至少 3 颗的发出的信息,包括卫星的位置以及信号发出的时间,我们就能够通过计算出三个半径,并且在空间中画出三个球面,而你的位置就在三个球面交汇的点上。

由于 GPS 采用的是中距离的地球环绕轨道,所以距离导致了误差不可避免的存在。即便是超过 3 颗卫星数据叠加,最佳的定位误差还是在 10 米左右。

由于 GPS 实际上是由美国国防部牵头研制和维护的,不可避免的牵扯到军事的因素。最早期因为害怕别的国家利用高精度的定位对美国进行打击,他们甚至故意加大民用定位的误差,导致当时民用精度只能达到 100 米,而这一做法直到 2000 年才被克林顿政府撤销。

但对于普通用户来说 10 米的精度就比较尴尬了,比如在城市里打个车,如果你自己不熟悉的话就很难确认自己究竟在马路的哪一边。

提升精度:看起来容易做起来难

想要进一步提升精度的方法也有很多:最简单的就是降低卫星的轨道,可这样一来为了实现覆盖需要发射的卫星数量会急剧增加,间接增加了整个系统的部署成本。

既然卫星的数据精确度无法再提升,那就只要引入其他数据了,其中最直接的就是将 GPS 数据与陀螺仪的数据进行对比。

这个想法很早就有人提出,但是问题随之而来——庞大的计算量。GPS 的数据是坐标数据,而陀螺仪给出的则是运动加速度数据,复杂的对比过程需要动用大量计算能力。

而这次,来自加州大学的这个研究团队就提出了一种全新的算法,能够大幅减少预算量负担,哪怕是手机这样的移动设备同样也能够满足。

目前,这种全新的算法已经刊登在在 IEEE Transactions 上,其中包括所有实现的具体步骤。相信很快就能够从理论阶段进入实际测试阶段,届时我们就将知道这种算法的真实表现了。

题图来自 Gizmodo

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