关于高德地图:定位不准的烦心事系列第2篇卫星信号弱到底是咋回事

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对于每个应用手机导航 App 的用户来说,最怕听到的就是“卫星导航信号弱”这个提醒,因为这意味着定位不准了,用户可能无奈取得精确的指引。那么信号弱到底是咋回事呢?明明没有遮挡,咋就收不到信号呢。明天咱们简略讲一下信号弱的产生起因,以及躲避的办法。

目前高德地图播报信号弱的机会,是在导航过程中,手机没有上报卫星定位后果。咱们对信号弱问题进行了一个剖析,起因如下:

可见,在大部分状况下(80%),的确是卫星信号弱,不足以进行卫星定位,多数状况下卫星数够,信号也够强,然而依然无奈定位,起因可能是设施收到的卫星报文存在异样,导致无奈顺利解算出卫星地位,或者不同卫星给出的报文信息互相矛盾,难以确定用户的实在地位。

那么,什么起因导致设施搜不到星,或者能搜到星然而信号强劲呢?这外面存在两种可能:

1. 手机周边存在电磁干扰源,导致卫星信号被覆盖在其余信号之下,无奈锁定卫星。卫星信号从 2 万公里远的卫星处收回,达到高空时信号强度曾经重大衰减,与 4G/5G 信号比照,其强度只有 4G/5G 信号的一万亿分之一,所以大家印象中的卫星信号接管天线个别是这样的:

普通用户没有这个条件,起码也得是星链这种

但实际上为了移动性,定位卫星天线都做的很小,比方

这个尺寸还是没法做进手机,手机里的天线长这样

天线变的这么小,信号接管成果必定差很多,所以定位信号在设计上做了很多解决,使得即便很强劲也能被辨认和解码。次要的办法,就是升高数据传输速率(依据香农定理),用更长的工夫发送一个比特,最终 GPS 的数据发送速率只有 50Bit/ 秒,要发送一个残缺的定位报文须要 6 秒。作为比照,5G 的数据速率能够达到 Gb/s。尽管如此,终端设备还是有肯定的概率无奈胜利读取卫星报文,特地是在强电磁环境下。

强电磁环境并不是咱们设想中的大功率信号源左近,因为定位信号非常强劲,任何信号源都可能对定位信号造成烦扰,特地是定位信号的频段内,次要是 1.1G-1.6GHz 这个区间,这个区间内的干扰源很多,一些其余频段信号的谐波也会烦扰到定位信号,比方车上的各种电子设备。

当初一些手机厂商在做一些检测工具可能辨认车上的干扰源,在这个功能完善以前,普通用户能够尝试在车内扭转手机的摆放地位,比方远离中控台,放在凑近挡风玻璃的中央,看看信号是否能复原。留神,因为一个卫星报文须要 6 秒能力读取结束,所以扭转地位后须要期待几秒钟能力看到成果。有条件的话,能够走到车外,彻底排除车内的烦扰。如果车外能够车内不行,则阐明不是手机的问题。

说一个题外话,Spacex 发射了星链卫星后,很多人设想,当前是不是能够间接用手机打卫星电话,从原理上讲其实不太事实,尽管星链卫星轨道比定位卫星轨道低很多(几百公里 vs 2 万公里),但信号的衰减是不可避免的,即便能收到卫星信号,其数据速率也非常低,更艰难的是让卫星接管到手机的信号(定位信号是齐全单向的,手机不须要反向发信息)。之前铱星给出的办法是配一个微小的天线。这可能是将来解决信号弱问题的一个方法(手机减少一个插孔,能够外接天线)

2. 如果在齐全空阔的中央,在车外还是无奈定位,而且周边也没有其余电子设备,那大概率就是手机的问题。这种状况下,只能通过“重启大法”来解决了。很多用户在呈现问题后会尝试从新导航,或者重启地图 App,其实这种形式大概率没用,因为此时是手机零碎无奈定位了,而不是地图 App 无奈定位,重启 App 没有成果。

据咱们察看,各个手机厂商的手机,都不同水平的存在这种问题,这次要受 GNSS 芯片和天线影响,一般而言,高端机型采纳的芯片品质会更好一些,卫星信号的跟踪和解算能力也更强一些,而老旧机型出问题的概率绝对更高。

最初,如果用户找不到干扰源,又不想重启手机,就没有方法导航了么?当然不是,高德地图做了大量工作去优化弱信号下的导航体验。从 2019 年开始,高德地图上线了 智能定位性能,就是为弱信号的场景提供继续定位的能力。智能定位次要采纳以下能力提供继续的定位能力:

  • 传感器推算:利用手机上的加速度计、陀螺仪、地磁计去判断手机的速度变动和方向变动,再配合地图匹配来判断以后所处的路线,这样即便在进入隧道当前,车标也能够继续挪动。这种惯导形式在 30 秒内能够放弃较高的定位精度,工夫再长就要联合其余定位办法来放弃精度了。
  • 网络点推算:网络定位是手机上另一个重要的定位能力,在室内没有卫星信号的时候都是通过网络定位来实现定位的,其原理是利用扫描到的周边基站和 Wifi 来实现定位,其精度在 30 米 -200 米不等。个别是市区内 Wifi 比拟密集,定位成果比拟好,在市区或高速上只能依附基站,车标更新会有一些卡顿或者提早。
  • 卫星弱信号解算:针对手机设施有扫描到卫星,然而无奈给出定位后果的场景,高德做了一些算法优化,使得在这种状况下依然能够提供卫星定位后果。

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