作為研發(fā)GPS定位器的專業(yè)廠家，對雙頻GPS定位的精準度非常關(guān)心。從理論上給出一個分享。希望使用過小米8的人更多的分享一下實際體驗。

現(xiàn)在我們做的定位產(chǎn)品很多支持北斗，GPS，GLONASS，準確的說法是三模多頻的，跟小米8使用的博通芯片主要差別在GPS的頻點上少一個。其實在信號好的情況下也可以精確到5米。與小米的GPS雙頻差多少呢？下面從原理上分析一下。

首先我們看看主流衛(wèi)星定位系統(tǒng)的頻率分布圖：說的GPS雙頻，就是指GPS的L1，L5頻段。

然后分析一下GPS定位的原理（用GPS的L1與L2頻點舉例，L5頻點調(diào)制原理類似）：

這個是GPS信號產(chǎn)生框圖，主要過程：

導航電文50Hz（就是GPS初始的數(shù)據(jù)，衛(wèi)星星歷、工作狀況、時鐘改正、電離層時延修正、大氣折射修正等信息）–》擴頻到1.023M（C/A碼）或10.23MHz（P碼）—》調(diào)制到L1，或者L2上發(fā)射。

GPS導航系統(tǒng)的基本原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星（至少4顆星）的數(shù)據(jù)就可知道接收機的具體位置。

要達到這一目的，衛(wèi)星的位置可以根據(jù)星載時鐘所記錄的時間在衛(wèi)星星歷中查出。而用戶到衛(wèi)星的距離則通過紀錄衛(wèi)星信號傳播到用戶所經(jīng)歷的時間，再將其乘以光速得到(由于大氣層電離層的干擾，這一距離并不是用戶與衛(wèi)星之間的真實距離，而是偽距（Pseudo Range，縮寫成PR）：當GPS衛(wèi)星正常工作時，會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼（簡稱偽碼）發(fā)射導航電文。

大家熟悉的GPS使用的偽碼主要有兩種，分別是民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼。C/A碼頻率1.023MHz,重復周期一毫秒，碼間距1微秒，波長約等于于300m（光速30萬公里/1.023M=300米左右）；P碼頻率10.23MHz，重復周期266.4天，碼間距0.1微秒，波長約等于30m。
民用的C/A碼+電文被調(diào)制到L1頻段發(fā)射出去，軍用的P碼+電文被調(diào)制到L1和L2頻段發(fā)射，2010年開始L5頻段給民用，也使用10.23M的頻率擴頻原始電文。

這就是下圖小米發(fā)布的L5比L1定位精度高10倍的由來，但這是偷換概念！

300m（L1使用的C/A碼波長）與30m（L5使用的碼波長）只是碼的波長的10倍而已！

我們通常所說的GPS定位精度，不是偽碼的精度，是用戶的真實位置與GPS得到的位置的誤差距離！

如果按定位精度是單頻的10倍，現(xiàn)在GPS單頻定位精度可以到5米，那GPS雙頻就應該是0.5米，現(xiàn)在的條件下，單點定位（不用差分）是達不到的。

那雙頻定位精度能達到多少呢？

GPS的定位精度取決與衛(wèi)星（星歷誤差與模型誤差，時鐘誤差等），信號傳播（電離層折射，對流程折射、多徑效應等），信號接收（接收機天線性能，噪聲干擾等）等綜合因素。GPS定位精度隨著時間、地點的不同有一定的差別。下圖中SPS（Standard Positioning Service標準定位服務）是民用的，PPS（Precise Positioning Service精確定位服務）是軍用的。實際測試使用的效果比下圖還要好，軍用的使用是雙頻L1與L2頻段，好的條件下可以到2米左右的精度。

小米8使用的是L1，L5雙頻，小米8的雙頻GPS定位精度在信號好的條件下可以到3-5米。這個與GPS單頻定位精度5米比，有進步，但不是革命性的。所以小米這個雙頻定位說是黑科技，只能嘿嘿了。。。

但是，雙頻定位優(yōu)點還是有的：

1、兩個頻率可以消除電離層誤差。

不同頻率的信號通過相同介質(zhì)的折射率不同。衛(wèi)星同時發(fā)射了兩個頻率的信號，而手機接收到的時間卻不一樣，這樣就給了手機一個推算大氣層誤差的機會，進而去消除。

2、 L5的碼片更短，擴頻碼自相關(guān)峰更尖銳，理論上有更好的抗多徑性能。

3、 L5的傳輸功率比L1，L2C（也是給民用的）更大。

4、L5采用現(xiàn)代信號設計，包括多種消息類型和前向糾錯

缺點也是有的：

1、定位精度提高不明顯。

2、增加了硬件成本，還是要消費者買單。

3、L5現(xiàn)在有12顆GPS衛(wèi)星提供服務，在2024年才可以24顆衛(wèi)星全覆蓋。所以現(xiàn)在使用雙頻，會出現(xiàn)有時候工作在單頻的情況。

4、不如直接上GPS三頻（L1，L2C，L5），定位精度可以到亞米級（1米以內(nèi)），但L2C要在2021年24顆衛(wèi)星全覆蓋，L5要2024年全覆蓋。

以上說的都是單點定位，我們GPS定位器，手機都是單點定位的產(chǎn)品。

與單點定位相對應的，是相對定位（差分定位）。

單點定位就是根據(jù)一臺接收機的觀測數(shù)據(jù)來確定接收機位置的方式，它大多采用偽距觀測量，單點定位單頻方式精度可達5米，雙頻方式精度可達3米。

相對定位（差分定位）是根據(jù)兩臺以上接收機的觀測數(shù)據(jù)來確定觀測點之間的相對位置的方法，它既可采用偽距差分（RTD，精度可到亞米級別），采用相位差分（RTK，精度可達厘米）。

大地測量或工程測量均應采用相位觀測值進行相對定位。而手機，大多數(shù)是在城市環(huán)境下，高樓遮擋以及多徑影響很大。在沒有差分的情況下達到3到5米也是很難的?？紤]到芯片的功耗等，目前手機芯片不太適合差分定位。

綜上所述，小米8雙頻GPS只是一個噱頭，國內(nèi)首個使用GPS雙頻定位的手機這點是沒錯的，但這個不算什么黑科技，定位精度也沒有大幅度的提升。如果真的好用，其他廠家買博通的定位芯片就輕松擁有了這個“黑科技”，根本沒什么門檻，真正的門檻是自己擁有研發(fā)芯片與OS的能力，這點華為到是一點點的在沉淀，自己的麒麟CPU都出貨都已經(jīng)是億級的了。小米也投了芯片公司，但都是資本的力量，不是靠自己技術(shù)沉淀下來的。

小米的營銷、整合產(chǎn)業(yè)鏈的能力是一流的，5%的硬件低利潤，所到之處，同行都給餓的沒米了。小米號稱不在硬件上賺錢，主要靠廣告，軟件互聯(lián)網(wǎng)服務賺錢，但現(xiàn)在看，還是連續(xù)幾年都是虧損的，有人會說，亞馬遜20年內(nèi)也是經(jīng)常虧損，也不耽誤成為世界第三大市值的公司，也不耽誤貝索斯成為世界首富。好吧，小米在下一盤大棋，但愿在不久的將來，可以看到一個可以盈利的擁有自己核心技術(shù)的真正獨角獸，不要在出雙頻GPS這樣的“黑科技”了。

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