L1頻段的缺點(diǎn)

1、L1頻段的帶寬不夠

影響GPS信號(hào)到達(dá)手機(jī)的時(shí)間，最主要的一個(gè)因素就是該信號(hào)的所在頻段帶寬。在目前市面上的手機(jī)中，絕大部分都使用的是L1頻段1575.42MHz的GPS信號(hào)，它的帶寬較小，只有1MHz。也就是一個(gè)最小周期的傳輸時(shí)間是1/106s=1μs，乘以光速就是300米。

這就意味著，只使用L1頻段進(jìn)行定位，理論誤差會(huì)達(dá)到半徑300米的一個(gè)范圍。必須結(jié)合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)同時(shí)比對(duì)，方能減少誤差到一個(gè)可以接受的范圍。這也是為什么手機(jī)的“抓星”能力如此重要的原因。

2、L1頻段的信號(hào)易受到城市建筑干擾

在建筑眾多的場(chǎng)景，在城市或者江河湖海等水邊進(jìn)行定位時(shí)，金屬、水面、玻璃等均是GPS信號(hào)的反射體。在以上場(chǎng)景使用GPS定位，手機(jī)經(jīng)常會(huì)報(bào)出“GPS信號(hào)弱”、“GPS信號(hào)丟失”這樣的提示語(yǔ)，這是為什么呢？

原因在于，手機(jī)除了從GPS衛(wèi)星發(fā)射后經(jīng)直線傳播的信號(hào)外，還會(huì)接收到一個(gè)或多個(gè)經(jīng)過(guò)周?chē)匦畏瓷浜蟮男盘?hào)。這樣，手機(jī)接收的多個(gè)信號(hào)會(huì)疊加起來(lái)，導(dǎo)致距離最短的直射信號(hào)變得不明顯，連續(xù)使用中的手機(jī)無(wú)法判斷出哪條信號(hào)才是最接近真實(shí)定位的信號(hào)，從而降低了衛(wèi)星和手機(jī)之間距離計(jì)算的準(zhǔn)確度，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致衛(wèi)星信號(hào)“失蹤”。

3、L1頻段GPS信號(hào)易受電離層影響

在空曠地帶，定位不準(zhǔn)的主要原因則是大氣中電離層導(dǎo)致的GPS信號(hào)折射，從而增加傳輸時(shí)間。大氣中電離層在太陽(yáng)光的照射下充滿(mǎn)了離子和電子，對(duì)GPS信號(hào)這種電磁波的影響嚴(yán)重。研究發(fā)現(xiàn)，電離層造成的折射效應(yīng)與信號(hào)帶寬的平方成反比，也就是說(shuō)，帶寬越低，電離層造成的影響越大。

小米8的雙頻雙路定位技術(shù)可以同時(shí)利用L1和L5兩個(gè)頻段的GPS信號(hào)進(jìn)行定位。L5頻段的GPS信號(hào)相比L1頻段編碼更加復(fù)雜，手機(jī)和衛(wèi)星兩方都需要更高成本。那么，L5頻段主要好在哪里呢？

L5頻段GPS信號(hào)優(yōu)勢(shì)

1、L5頻段的帶寬更高

由于L5即1176.45MHz頻段GPS信號(hào)的帶寬高達(dá)10MHz，是L1頻段的10倍，最小周期傳輸時(shí)間為0.1μs，單顆衛(wèi)星定位測(cè)距誤差也隨之降至30米。

2、L5頻段GPS信號(hào)不易受反射干擾

因此，在高樓大廈等多徑效應(yīng)影響嚴(yán)重的場(chǎng)景中，小米8使用的L5頻段信號(hào)波峰差異更明顯，直射和反射更難疊加，從而降低對(duì)定位精度的影響。如下圖所示，藍(lán)色和紫色的反射信號(hào)難以影響綠色的直射信號(hào)，小米8可以獲取更準(zhǔn)確的定位。