什么是GPS雙頻定位？GPS雙頻定位技術(shù)是什么？

如上所述，GPS信號(hào)的工作頻率被劃分為若干個(gè)頻帶，例如L1、L2和L5：

L1波段：1575.42MHZ+1.023 MHz

L2波段：1227.60MHZ+1.023 MHz

L5波段：1174.45 MHz +1.023 MHz

過(guò)去，GPS定位采用L1頻段，這是單頻定位方法。目前，GPS芯片采用L1+L5頻段同時(shí)進(jìn)行定位，稱為多頻定位技術(shù)。例如，Broadcom的BCM47 75芯片聲稱支持L1和L5多頻定位：

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注意，還有另一個(gè)概念（GNSS）雙星定位，這完全不同于GPS雙頻定位，我們將在過(guò)去討論。

GPS雙頻定位精度的提高

高比特率可有效提高精度

L1具有較低的碼速，每個(gè)碼長(zhǎng)約十到負(fù)六秒。當(dāng)然，這些信號(hào)以光的速度傳播，光的速度是第八倍的三倍，所以光的速度大約是300米。L5的碼率是L1的10倍，每個(gè)碼場(chǎng)的時(shí)間比L1小10倍，并且變成十到負(fù)七。光速大約為30米。當(dāng)然，這是一顆衛(wèi)星的分辨率。如果同時(shí)使用多個(gè)衛(wèi)星，并且許多衛(wèi)星采用交叉點(diǎn)，L1的精度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于300米。L5更準(zhǔn)確。

城市里有很多高大的建筑物，這些建筑物反射的衛(wèi)星信號(hào)變得非常混亂，與正確的直接信號(hào)交織在一起，我們稱之為多徑。這些信號(hào)以光速行進(jìn)，即使小的反射引起小的延遲，乘以光的距離也很大。這些都是錯(cuò)誤的來(lái)源。

L5信號(hào)具有高的數(shù)字率，頻譜密度更容易集中。雖然L5也將反映，反射的錯(cuò)誤信號(hào)的概率和正確的直接信號(hào)重疊以形成頻譜密度的新峰值較低，使得計(jì)算引擎更容易找到直接衛(wèi)星信號(hào)。

L5高碼是如此容易使用，為什么不直接使用L5？這是因?yàn)長(zhǎng)1的低比特率更容易捕獲，并且在不犧牲定位時(shí)間的情況下，我們需要精度。因此，L1也被稱為粗捕獲碼，一旦捕獲信號(hào)，L5就可以一起計(jì)數(shù)。

兩個(gè)頻率可以消除電離層誤差

如果只有L1信號(hào)，當(dāng)L1直接進(jìn)入時(shí)，電話將接收到它。事實(shí)上，L1可能已經(jīng)在大氣中折射，并且折射導(dǎo)致一些延遲，并且大氣中的這種延遲導(dǎo)致很大的誤差，許多科學(xué)家認(rèn)為大氣誤差占所有誤差的60%。

通過(guò)相同介質(zhì)的信號(hào)的不同頻率具有不同的折射率。L5本質(zhì)上與L1不同。衛(wèi)星同時(shí)發(fā)射兩個(gè)頻率，但是電話在不同的時(shí)間接收它們，這給手機(jī)提供了推斷大氣誤差來(lái)消除它們的機(jī)會(huì)。

GPS雙頻只能消除電離層誤差，不能消除多徑誤差（雖然提高了L5信號(hào)的多徑），但不能消除NLOS（非直接信號(hào)）。然而，后兩者是城市環(huán)境中手機(jī)定位最重要的誤差來(lái)源。

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總結(jié)

GPS雙頻定位是指GPS同時(shí)使用L1和L5波段的技術(shù)。

GPS雙頻定位只能消除電離層誤差，無(wú)法消除多徑誤差等誤差。因此，可以提高開(kāi)放環(huán)境下的定位精度，不必將提高城市密集地區(qū)的定位精度。

雙頻GPS有望成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，可以有效地提高定位精度（預(yù)計(jì)可達(dá)3～5米），但并不是革命性的變化。