说到多频GPS,很多人看到参数里的L1、L2、L5这些字母和数字就眼花了。其实这些信号频段背后的逻辑并不复杂,搞清楚之后对于理解多频GPS定位器的价值很有帮助。
GPS卫星发射的无线电信号分布在几个不同的频段上,最基础的是L1和L2,L5是后来增加的。L1频段的中心频率约为1575.42MHz,是民用GPS从一开始就使用的主力频段,所有GPS接收机都支持L1;L2频段中心频率约1227.60MHz,早期主要用于军事应用和专业测量,现在民用精密定位也在使用;L5频段是新一代信号,中心频率约1176.45MHz,功率更强,抗干扰能力更好,信号带宽更宽,测距精度也更高。
为什么需要多个频段?原因在于对付电离层延迟误差。前面提到过,GPS信号穿过电离层时会产生延迟,而这个延迟的大小和信号频率有关——不同频率的信号经过电离层时产生的延迟量不同,而且这个差值是可以被精确计算的。通过同时接收两个或三个频段的信号并对比其传播时间差,接收机可以精确计算出当前的电离层延迟量,然后把这个误差从位置计算中扣掉,精度可以提升好几倍。
单频接收机只能用经验模型来粗略修正电离层误差,双频和三频接收机则能做到精确实测修正。这就是为什么多频定位器在价格上比单频高,但在精度和稳定性上也有实质性提升的核心原因。
当下,全球各国的卫星技术的发展,越来越多的导航系统都在扩充自己的频段支持,L5信号在不少新系统中已经成为标配而不是旗舰特权。几年内,三频甚至四频定位器走向大众消费市场的速度会比预期快得多。
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