如果您曾經(jīng)檢查過(guò)智能手機的規格，或者查看過(guò)它的包裝盒/文件，您一定注意到連接部分中寫(xiě)有 GPS、GLONASS、北斗 (BDS)、GALILEO 和/或 QZSS。想知道它們是什么？這些衛星導航系統有何不同？好吧，不要再看下去了。在這個(gè)解釋器中，我們?yōu)g覽了所有流行的衛星導航系統，了解它們之間的不同之處，以及它們如何協(xié)同工作以改善您的生活。
GPS或全球定位系統是最常用和最古老的導航系統。它是美利堅合眾國擁有的基于衛星的導航系統。它于 1978 年作為一個(gè)項目啟動(dòng)，最初由美國國防部開(kāi)發(fā)和使用，但隨后于 1994 年向公眾開(kāi)放。
GPS不需要互聯(lián)網(wǎng)或蜂窩通信即可工作。無(wú)論您是在樹(shù)木繁茂的地區還是擁有高樓的主要大都市（盡管高樓兩側的狹窄街道通常會(huì )阻擋信號），使用 GPS 您可以在沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)連接的情況下在地圖上精確定位您的位置（但是，它沒(méi)有t 在室內工作，因為設備的視線(xiàn)和信號被阻擋）。僅使用這項技術(shù)，即使是廉價(jià)的智能手表也能夠確定您的位置并跟蹤您的跑步情況——即使它們沒(méi)有連接到您的手機或內置 LTE 連接。
該系統工作在無(wú)線(xiàn)電頻譜的 L 波段（低波段），即 1 GHz 和 2 GHz 之間。選擇較低頻段是因為它們允許更簡(jiǎn)單的天線(xiàn)設計，因此該技術(shù)甚至可以添加到微小的設備中。它還可以最大限度地減少天氣對 GPS 信號傳播的影響。
全球共有 24 顆 GPS 衛星圍繞地球旋轉。通常，一個(gè)設備需要連接到四顆 GPS 衛星——視線(xiàn)清晰，沒(méi)有任何障礙——才能提供準確的地理位置。在這四顆衛星中，三顆用于縮小接收器的位置，而第四顆用于驗證來(lái)自其他三顆的信息。這種技術(shù)稱(chēng)為三邊測量。
首先，衛星廣播信號，GPS 設備接收到該信號。這用于計算 GPS 設備到衛星的距離。但是，由于 GPS 設備僅提供有關(guān)距離的信息，因此無(wú)法提供來(lái)自單個(gè)衛星的準確位置。
當衛星發(fā)出信號時(shí)，以 GPS 設備與衛星之間的距離為半徑，圍繞 GPS 設備形成一個(gè)虛擬圓圈。然后，對第二顆衛星進(jìn)行同樣的信號發(fā)送和接收過(guò)程。它還在設備周?chē)纬梢粋€(gè)圓圈。但是，這次 GPS 設備的位置被縮小了，因為設備的位置位于兩個(gè)圓圈相交的點(diǎn)之一。
最后，當第三顆衛星進(jìn)入方程時(shí)，可以找到 GPS 設備的位置，因為該設備位于所有三個(gè)圓的交點(diǎn)處。由于整個(gè)系統是在三個(gè)維度中，我們必須使用第四顆衛星來(lái)驗證位置。
除了使用來(lái)自衛星的數據外，現代 GPS 設備還使用載波塔、蜂窩網(wǎng)絡(luò )和互聯(lián)網(wǎng)連接來(lái)進(jìn)一步提高定位精度。當設備移動(dòng)時(shí)，半徑會(huì )發(fā)生變化，并形成新的圓圈。因此，我們可以使用這些信息來(lái)確定它的速度和高度，以及它的位置。
GALILEO 是由歐盟建造的全球導航衛星系統。該系統由歐盟引入，因此歐洲國民不必依賴(lài)美國的 GPS 導航系統或俄羅斯的 GLONASS 系統。它是一個(gè)獨立的高精度定位系統，在 GPS 和/或 GLONASS 故障的情況下將繼續工作。歐盟的 GALILEO 擁有 1 米的精度。
GALILEO的導航系統分為三個(gè)部分：
1. 空間
2. 地面
3. 用戶(hù)
空間段負責生成和傳輸代碼、攜帶相位信號以及存儲和重傳導航數據。地面部分是連接 GALILEO 系統、計算坐標和維護站點(diǎn)的主要系統元素。用戶(hù)部分由 GALILEO 接收器組成。
但為什么歐洲需要自己的 GPS 系統？歐盟太空計劃署表示，伽利略將提供超過(guò) 230,000 個(gè)工作崗位。據說(shuō)該系統在完全可用時(shí)每年可產(chǎn)生超過(guò) 700 億歐元的收入。此外，根據 EUROPA，該系統比 GPS 更精確。
歐盟委員會(huì )于 2018 年通過(guò)了所有新智能手機實(shí)施 GALILEO 的授權。從那時(shí)起，Galaxy S21和iPhone 13等新智能手機都啟用了 GALILEO。多虧了 GALILEO，歐洲現在有了更好的緊急服務(wù)，因為在歐洲銷(xiāo)售的所有新車(chē)都需要支持 eCall，這是一種自動(dòng)緊急響應系統，可在發(fā)生事故時(shí)撥打 112 并傳輸伽利略位置數據。