上月中旬,蘋果一口氣發佈瞭三款手機:iPhone 8、iPhone 8 Plus 和 iPhone X。除瞭發佈會上強調的那些新功能外,它們在定位系統上也做出瞭改進,在此前就有的 GPS 和 GLONASS 外,還增加瞭對 Galileo 和 QZSS 的支持。
除瞭 GPS,其他這些衛星系統可能大傢都不是很瞭解,今天我們就來簡單介紹一下。
全球定位系統(GPS)
GPS 應該是我們最熟悉的衛星定位系統瞭,甚至很多時候,一說到導航、定位之類的相關的東西時,沒有特別說明的話,一般默認使用的是 GPS 技術。
GPS 由美國主導,最早誕生於上世紀 70 年代,最初主要用於軍事領域。GPS 歷時 20 餘年,最終於 90 年代中期實現瞭全球衛星覆蓋。GPS 共有 24 顆衛星,以確保在地球上任何地點、任何時候觀測到 4 顆以上衛星。
GPS 從 80 年代開始向民間免費開放,不過軍用和民用使用的頻段不同。另外在 2000 年之前,美國出於國傢安全考慮,人為對民用 GPS 進行幹擾,把精度降到 100 米;目前,民用 GPS 精度可以達到 10 米以內。
目前來說,GPS 雖然遭到瞭俄羅斯、中國和歐盟自主衛星系統的挑戰,但總體仍維持著絕對的霸主地位,是全球使用最廣泛的定位系統。
格洛納斯(GLONASS)
格洛納斯由前蘇聯從 80 年代開始研發,90 年代初期完成,誕生之初主要用於軍事領域,從某種意義上來說,是對抗美國的冷戰產物。
不過,隨後蘇聯解體,經濟狀況不佳的俄羅斯一度沒有填補報廢缺失的衛星,甚至有過隻有 9 顆衛星正常運行的尷尬時候。直到 2000 年後,格洛納斯系統才逐漸補齊瞭 24 顆衛星,可以滿足普通用戶的定位需求。另外,在美國政府取消 GPS 人為幹擾前,它的民用精度要高得多。
(格洛納斯監控站分佈)
但很長一段時間裡,俄羅斯對格洛納斯的民用領域的應用推廣有限,直到近幾年才在智能手機上普及。蘋果最早在 2011 年發佈的 iPhone 4s 上加入瞭對它的支持,而魅族也緊隨其後,在 MX2 上添加瞭支持。目前國內外主流廠商的手機基本都支持 GPS 和格洛納斯雙定位。
北鬥(BDS)
作為國產衛星定位系統,北鬥的知名度還是比較高的。北鬥衛星實驗導航系統於 2000 年建成,使中國成為第三個擁有自主衛星導航系統的國傢。
北鬥系統由 36 顆衛星組成,相對 GPS 而言,在短報通信、境內監控等方面更加優勢。其中,短報通信可以實現類似於手機短信的功能,因此受到沿海漁民的青睞。在汶川地震時,北鬥定位系統發揮瞭奇效。
不過和 GPS 相比,北鬥在覆蓋范圍、芯片價格、衛星壽命等方面依然存在劣勢。
目前,北鬥已經發展到第二代系統,基本實現瞭對亞太地區的覆蓋,預計於 2020 年實現全球覆蓋。
北鬥定位系統最大的意義在於自主研發和打破瞭 GPS 的壟斷。雖然目前 GPS 免費開放,但由美國絕對控制,隨時可以關閉服務,也不可能用於國內的軍事領域。
伽利略(Galileo)
伽利略由歐盟研發,主要由德法意三國主導。歐盟 2005 年發射第一顆衛星,目前共有 14 顆衛星,距離 30 顆的計劃目標還非常遙遠。伽利略目前隻能提供初步的定位服務,歐盟的計劃為 2020 年實現全球覆蓋。
伽利略定位系統的相對於 GPS、格洛納斯和北鬥來說,更側重於民用領域。不過伽利略定位系統在歐盟內部爭議不斷,進程緩慢,前景並不明朗。
準天頂(QZSS)
準天頂系統由日本研發,主導企業有豐田、日立、三菱等。但是,和上述三大全球定位系統不同,它隻屬於增強 GPS 區域性定位的衛星擴增系統,也就是說它其實是 GPS 的輔助系統。
準天頂的衛星數量很少,目前隻發射瞭一顆,運行的軌道覆蓋范圍也很小,但由於成本低,適合小范圍使用。
手機支持情況
目前來說,GPS 已經是絕大部分手機的標配,格洛納斯也基本在旗艦手機上普及。而國產手機基本都加入瞭對北鬥的支持,伽利略則隻有最近推出的部分手機才支持。
小雷(微信:leitech)使用小米 MIX 和一加 5 進行實際測試後發現,GPS、格洛納斯和北鬥的衛星基本都能搜到,但 GPS 仍然起著起著主導作用。
(測試機型:小米 MIX)
(測試機型:一加 5)
單就手機定位的衛星信號強度而言,北鬥、格洛納斯已經基本可以和 GPS 分庭抗禮瞭。
其實無論是手機電腦、還是衛星定位系統,對用戶而言,一傢獨大都不是什麼好事,更何況,衛星導航關乎到國傢安全。從目前的發展情況來看,GPS、格洛納斯和北鬥三大全球衛星系統已經形成,而日本準天頂式的區域性輔助定位系統估計會逐漸增加,對普通手機用戶來說,未來的定位功能會更加準確和方便。