新研究：顯著提升智能手機定位精度！

09-04

導讀

近日，紐西蘭奧塔哥大學與澳大利亞科廷大學的研究人員開展的研究，顯著提升了智能手機中的全球定位系統（GPS）的精度。

背景

GPS，是英文 Global Positioning System（全球定位系統）的簡稱。它可提供低成本、高精度的三維位置、速度和精確定時等導航信息。

（圖片來源：維基百科）

如今，許多智能手機都集成了GPS晶元，並通過軟體為我們提供定位導航服務。GPS為人類生活提供了許多便利，可你是否有過這樣的尷尬體驗：

智能手機顯示你在公園中的鴨塘，而實際上你卻在公園的另外一個地點，根本看不到鴨塘

。有時候，手機中的GPS定位並不夠準確。

創新

近日，紐西蘭奧塔哥大學（

University of Otago

）與澳大利亞科廷大學（

Curtin
University

）的研究人員開展的研究，顯著提升了智能手機中的全球定位系統（GPS）的精度。這項新研究最近在國際期刊《

Journal of Geodesy

》上發表。

（圖片來源：奧塔哥大學）

技術

奧塔哥大學

的博士

Robert Odolinski

與

科廷大學

的教授

Peter Teunissen

通過

結合來自四種不同的全球導航衛星系統（GNSS）的信號

，

一起演示了在智能手機上實現

厘米級精度

的定位.

Odolinski

博士表示：「這一切全都歸功於，我們利用數學使大部分相對低成本技術的智能手機接收

GNSS

信號，這些信號結合了來自美國、中國、日本與歐洲的GNSS的數據。我們相信這種新能力將革新需要厘米級定位的應用。」他說，為了理解這項新技術，我們需要回顧一下相關的科研歷史。

Odolinski

博士說：「幾十年來，建築、工程、地籍測量與地球監測一直依賴於高成本、『雙頻』的GPS定位來獲取厘米級的位置信息。然而

，挑戰在於，從地球軌道衛星傳輸到地面接收器的GPS信號，沿途會受到干擾，而這會帶來錯誤和有限的精度

。傳統的解決方案就是結合以兩個不同頻率發送的GPS信號來提升定位，但是所需的

天線與接收器一直以來都非常昂貴

，對於許多想從這種技術中受益的人們來說都是遙不可及的。」

這項新技術只採用了兩種頻率中的一種，但是採集了來自更多衛星的數據，也稱為「多星（

multi-constellation

）」

GNSS

方案。這些額外的數據（以及聰明的數學計算）被用於提升定位，並且不會增加成本。

Odolinski

博士與

Teunissen

教授已經演示了，這個方案也能在智能手機中工作，其結果比得上雙頻GPS解決方案。

如下圖所示：在紐西蘭達尼丁，24小時內，智能手機上精準的厘米級定位。藍點展示了一個曆元數據相對於基準坐標的重複性。在所有的三個維度中，這種重複性與一紐西蘭元硬幣（直徑2.3厘米）差不多大。

（圖片來源：奧塔哥大學）

價值

Odolinski

博士相信，許多國家和行業都會得益於用智能手機作為GNSS接收器，並且深信這項研究也將帶來商業應用與開發。

他說：「當採用智能手機時，成本會顯著降低，從而能增加可部署的接收器的數量，從而革新了一系列需要厘米級定位的學科，舉幾個例子來說，包括汽車精準導航、測量學以及地球物理學（

變形監測

）。」

關鍵字

導航
、智能手機、定位

參考資料

【1】https://www.otago.ac.nz/news/news/otago694439.html

【2】https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fs00190-018-1192-5.pdf

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