デュアル周波数GPSとシングル周波数GPS：違いは何ですか？

2019

世界最大のスマートフォンメーカーの1つであるXiaomiは、デュアル周波数GPSを搭載した世界初のスマートフォンであるXiaomi Mi 8という新しいスマートフォンを発売しました。 Mi 8がそうするための最初のスマートフォンであるだけでなく、実際には、それはまた二重周波数GPS技術を持って来る世界初の大衆市場の消費者向け機器です。それはMi 8を非常に特別な装置にします。とはいえ、まさに新しいデュアル周波数GPS技術とは何ですか、それが他のすべてのスマートフォン、タブレット、およびウェアラブルで使用されている通常の単一GPS周波数技術よりどれだけ優れているのでしょうか。それが、この記事で答えようとしている質問です。それで、あなたが新しいデュアルGPS技術がテーブルにもたらすものを疑問に思っていたならば、ここに我々はデュアル周波数GPSとシングル周波数GPS技術の比較です：

デュアル周波数GPSとシングル周波数GPS：どのように機能するのですか？

新しいデュアル周波数GPSテクノロジを理解する前に、GPSが実際にどのように機能するのかを理解する必要があります。全地球測位システム（ ＧＰＳ）は 、地球上のどこにいてもＧＰＳ受信機に地理位置情報と時間情報を提供する衛星ベースの無線ナビゲーションシステムである 。 GPSが問題なく動作するためには、受信機（例えば、あなたのスマートフォン）は4つ以上のGPS衛星への遮られない視線を持つべきです。したがって、基本的に最適な状況では、4つ以上の衛星がナビゲーション信号をあなたのデバイスに送信し、それをあなたのデバイスが受信して解釈し、あなたの正確な位置を伝えます。あなたの装置がどのようにそれをするのか私が入らないであろう多くの専門技術を必要とします、しかし、簡単な説明は受信機それ自身と４つの衛星間の距離を計算する平均10メートル、潜在的な誤差は約15メートルです 。

今では条件が最適であるときに起こりますが、これは常にそうとは限りません。 潜在的なエラーをエスカレートさせる遊びにはたくさんの要因があります 。最も重要なものは、電離層における干渉、山などの大きな物理的構造による信号の遮断、および高層ビルのある高度に都市化された地域です。だからこそ、ニューヨークのような都市に住んでいると、信号が妨害され、周囲の高層ビルによって複数の信号に分割されるため、携帯電話のGPS精度が低下し、エラーレートが増加します（MultiPathの影響）。 GPSの精度に影響を与える要因は他にもたくさんありますが、上記の3つが主な原因です。 二重周波数GPS技術は 、我々がより信頼性が高く正確な位置認識をすることができるように、上記の要因によって引き起こされる信号の問題を和らげるために開発されました。

GPSバンドの種類

それでは、GPSバンドの種類について少し学びましょう。繰り返しますが、民間の使用目的のために、技術的な知識に触れないで、使用できる3つの異なるバンドがあります。あなたが求めるバンドは何ですか？簡単に言えば、衛星は無線周波数で信号を送信します。 全地球測位システムは１．１ＧＨｚから１．６ＧＨｚの間の周波数を利用する 。それは言った、彼らは全周波数範囲を使用しない。今日衛星で使用されている主な周波数範囲は、およそ1.56〜1.58 GHzの周波数を使用するL1バンドです。 L1バンドと同様に、GPS用に使用できる主な周波数バンドはL2バンドとL5バンドの2つです（下の写真を参照）。

画像ソース：ナビペディア

そのため、私たちのスマートフォンや他の機器で使用されている通常の単一周波数GPS受信機はL1バンドしか解釈できず、それが単一周波数GPSと呼ばれる理由です。今、それは二重周波数GPSの名前から解釈されることができるように、それは2つの異なる帯域を使用するでしょう。そのため、L1 + L2またはL1 + L5帯域を使用しているデバイスは、デュアル周波数GPS受信機と呼ばれます。

デュアル周波数GPSはどうですか？

二重周波数ＧＰＳの使用は、我々が上述した問題を軽減するのに役立つ。そのため、デュアル周波数GPSを使用する受信機は、電離層や都市環境の高層ビルに起因する信号干渉の問題に直面する必要はありません。繰り返しになりますが、数学やその物理学のすべてを理解するのではなく、デュアルバンドは基本的に受信機により多くの情報を提供するため、エラーが発生する可能性は低くなります 。デュアルGPS周波数を使用するもう1つの利点は、そのうちの1つが故障しても、もう1つがバックアップとして存在することです。

信号の構成さえ異なっているので、異なる環境でより良い測定値が得られます。たとえば、L5バンドを使用すると、実際の信号と建物で反射された信号を区別しやすくなり 、都市環境の高層ビルによって引き起こされるマルチパス効果が軽減されます。結論として、デュアルＧＰＳ周波数は、より多くの情報をもたらすことによってＧＰＳエラーレートを減少させ、それによってエラーレートを減少させ、そしてより正確な位置測定値を与える。

二重周波数GPSと単一周波数GPS：まとめ

シングル周波数とデュアル周波数のGPS技術の違いを説明できたことを願っています。できるだけ簡単な言語でそれを説明しようとしました。それは私が説明を単純化しすぎたことを意味するかもしれず、詳細はティーにとって正確でないかもしれません。しかし、全体的な動作は同じままであり、私はあなたがそれを理解できたことを願っています。それでも混乱がある場合は、以下のコメント欄に質問してください。すべての質問にお答えします。