GPS定位干扰

多路径干扰会降低GPS的精度。你如何解决这个问题?
2020年12月22日

采访

拉姆齐·法拉格,焦点定位

地空间

从太空看地球

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现在最重要的旅行者可能是圣诞老人,为了确保他准时到达所有的房子,他需要一个非常好的GPS。想象一下,如果GPS告诉他,他在一个好孩子的家里,但实际上是在他们淘气的邻居那里。总部位于剑桥的Focal Point Positioning公司与欧洲的u-blox公司合作,帮助解决该技术的一个关键弱点,即多径干扰。Adam Murphy从Focal Point Positioning首席执行官Ramsey Faragher那里听到了它的工作原理。

拉姆齐——这是一种由无线电信号的大量回声引起的效应,在城市里反弹,混淆了你的GPS芯片,使它计算出错误的位置。这有点像试图在一个大洞穴里举办一个非常吵闹的晚宴。由于所有这些回声,它很快就会变成一个嘈杂的、令人困惑的不和谐的声音。GPS是为没有信号反射的开放空间设计的。这种多径干扰的问题,来自建筑物的信号回波的问题实际上是过去20年来GPS定位不好的最大原因。

亚当-现在,考虑到这一切都是真的,我手机的GPS仍然很好。那么,为什么解决这个问题并让它变得更好如此重要呢?

拉姆齐——所以这是真的,在一个晴朗的日子里,你口袋里的小智能手机可以计算出你的位置,误差在几米之内。这既是一种祝福也是一种诅咒,因为如果你在户外的荒郊野外非常依赖高精度的定位,当你在纽约市中心、伦敦市中心或东京被高大的反光建筑包围的时候,你才会发现GPS在这些地方实际上是非常不准确的。它会给你带来很大的问题,你的出租车在街道的另一边出现,你的食物被送错了家。在未来无人机送货的问题中,弄错了。自动驾驶汽车,无法在最高、最脏的建筑中安全行驶。这就是我们解决的问题。这为在摩天大楼之间进行米级定位提供了很多新的机会。

亚当:那么我想要问你的关键问题是它是如何运作的?你的解决方案是什么?

拉姆齐:我们回到了这个问题的最基本的物理层面,并从那里创造了解决方案。所以当信号四处反弹时,这意味着它们现在从错误的方向来找你,相对于卫星在天空中的实际位置。我们总是知道这些卫星的确切位置,但GPS芯片本身从来没有能够计算出来。它不能计算不同信号的角度。通常唯一的方法就是使用非常非常昂贵的天线。我说的是几千英镑的天线。它永远不会出现在智能手机上,但我们找到了一种方法,改变GPS芯片内部的软件,这样它就可以计算所有这些不同的到达角度,所有不同的信号,并将它们相互分离,将你想要的一条视线信号从所有你不想要的回声中分离出来。我们可以让芯片忽略所有的回声,瞧,再也没有多径干扰了。

亚当:所以这就像当你的口袋里有一堆乱七八糟的耳机时,手机现在有软件来解开它们,让你的耳机恢复到应有的状态。

拉姆齐:对,没错。

亚当:这是一种可以在任何地方、任何手机上轻松实现的东西吗?还是有一些真正关键的应用程序?

拉姆齐-所以这只是升级GPS芯片内部软件的问题。这意味着我们可以解决任何使用无线电信号导航的设备的多路径问题,就像GPS一样。所以任何移动GPS接收器的应用,我们都可以提供帮助,但是我的公司自己不能完全改变GPS芯片上的软件。更改必须由制造商完成,软件更改只需要几个月的时间。实际上,让一家价值10亿美元的GPS芯片公司把他们的骄傲和快乐交给我的创业公司,不是一夜之间就能实现的。因此,我们通常必须与这些公司进行大量的试验和验证,以证明我们的技术能够做到我们所说的那样,但我们已经与主要的GPS芯片组公司取得了很大的进展。U-blox是我们可以公开宣布的第一笔交易,未来还会有更多类似的交易。我也可以第一次在裸体科学家大会上宣布,焦点定位公司已经和圣诞老人金宝搏app最新下载密切合作很多年了。我们总是帮助确保他在重要的夜晚不会出现任何导航问题。

亚当:确保圣诞老人的安全是非常重要的,那么下一步是什么,这种技术的未来是什么?

拉姆齐:嗯,令人兴奋的是,我们现在可以帮助你在城市的智能手机上实现一米定位,使用当前一代的GPS芯片。但我们下一步的计划是把它缩小到10厘米。甚至可能降到2厘米,这是我们未来的目标。这将开启一大堆新的方式,人们可以利用GPS来实现各种令人兴奋的新目的。

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