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Che cos’è il GPS a doppia frequenza e perché Apple lo utilizza?

27 de Ottobre de 2022

Apple sembra essere in un campionato a sé stante con l’orologio. All’evento di settembre 2022, il gigante della tecnologia ha lanciato una nuova aggiunta alla sua gamma di smartwatch insieme all’Apple Watch Series 8 e all’SE di seconda generazione, Apple Watch Ultra. Sicuramente sono andati all’estremo con Ultra, confezionandolo con GPS a doppia frequenza di precisione. La stessa funzionalità si aggiunge anche alla linea iPhone 14 Pro.

Non è un segreto che una delle nostre funzionalità preferite è la possibilità di utilizzare il GPS per la navigazione, direttamente dal tuo polso o tramite il tuo smartphone. Ma il GPS è già preciso. Allora, qual è la necessità di un GPS a doppia banda di frequenza?

Bene, Apple cerca di aumentare la precisione dei segnali GPS attraverso questo processo. Ma la funzione non è nuova di per sé. Se hai un telefono OnePlus, Xiaomi o persino Huwaei, potresti già utilizzare questa funzione. Immergiamoci più a fondo per saperne di più e se ne hai bisogno.

Che cos’è il GPS a doppia banda di frequenza?

Le indicazioni passo-passo nell’app di navigazione sono il risultato di un segnale GPS ricevuto da un satellite. Come tutti i segnali elettronici, anche il GPS funziona su un determinato sistema di frequenza. La gamma di frequenze in cui opera il segnale è chiamata banda di frequenza e ci sono più bande di frequenza. Oggi, la maggior parte dei sistemi GPS opera su una singola banda di frequenza, chiamata banda L1 (ne parleremo più avanti).

Ora, per aumentare la precisione millimetrica, è possibile creare un dispositivo per utilizzare una banda di frequenza aggiuntiva. Questo si chiama GPS a doppia frequenza. È stato un obiettivo importante per Apple quando ha introdotto la nuova gamma di Apple Watch e la serie iPhone 14 Pro. (Non perdere questi nuovi sfondi della serie iPhone 14.)

Diamo un’occhiata più da vicino alla differenza tra GPS a frequenza singola e doppia.

GPS a singola o doppia frequenza

La differenza più notevole è che un GPS tradizionale a frequenza singola offre precisioni fino a 5 metri, mentre un GPS a doppia frequenza può offrire precisioni a livello di centimetri.

Come accennato in precedenza, la maggior parte dei dispositivi a frequenza singola utilizza la banda L1 da anni. E il più grande limite della banda L1 è che il suo segnale non può perdere oggetti alti, distorsione atmosferica o persino fogliame denso nel percorso. Questo porta a imprecisioni.

È qui che il sistema a doppia frequenza si rivela efficiente. Apple utilizza la banda L1 insieme alla banda L5 nel sistema dual-band per superare i limiti associati alla banda precedente.

Anche se avrebbe più senso utilizzare il segnale L5 da solo per una migliore precisione GPS, non è possibile. La banda L5 è attualmente nella sua fase pre-operativa. Pertanto, Apple combina L1 e L5 per offrire il meglio senza intoppi. Nel prossimo futuro, potremmo vedere i segnali L5 che alimentano la nostra esperienza GPS su iPhone; non si sa mai

Come funziona il GPS di precisione a doppia frequenza?

L’obiettivo principale di un sistema a doppia frequenza è migliorare la qualità del segnale in ingresso riducendo il rumore ed eliminando gli errori. Un errore importante che ostacola l’elaborazione del segnale è chiamato errore multipath.

Cosa sono gli errori multipath?

Quando richiedi i dati di navigazione, usi il tuo orologio (o telefono) come un ricevitore che richiede segnale e informazioni da un satellite, il trasmettitore. Ora, il segnale deve viaggiare dal satellite (trasmettitore) al tuo dispositivo (ricevitore).Illustrazione della banda L1Sulle bande L1, il tuo dispositivo riceverà anche un segnale riflesso da un oggetto, ad esempio un edificio.

Il percorso tra i due non è chiaro e ha molti oggetti in mezzo, da oggetti più grandi come i grattacieli a oggetti più piccoli come le particelle nella ionosfera. Il segnale si rifletterà su questi oggetti per formare vari percorsi del segnale. Questi nuovi percorsi del segnale riflesso non conterranno alcuna informazione utile.

Ciò comporterà errori nelle informazioni ricevute e questi sono chiamati errori multipath e devono essere corretti.

In che modo la banda di frequenza L5 rafforza i segnali GPS?

La banda L5 ha molti vantaggi rispetto alla banda L1, come una maggiore potenza e una maggiore precisione, ma un vantaggio principale è la sua capacità di rilevare segnali riflessi indesiderati causati da errori multipath. Quindi, una volta che le bande L1 + L5 sono in azione, identificano i segnali indesiderati e assicurano che non influiscano sulle informazioni di uscita all’estremità del ricevitore.Illustrazione della banda L1 + L5

Un altro parametro che dobbiamo conoscere è il chip rate: il numero di impulsi al secondo che vengono trasmessi o ricevuti. Il chip rate delle bande di segnale L5 è quasi dieci volte quello delle bande di segnale L1. La capacità di riduzione dell’errore è direttamente proporzionale al chip rate. Pertanto, gli errori e il rumore si riducono di dieci volte quando si utilizza una banda L5.

Hai bisogno di un dispositivo GPS a doppia frequenza?

L’obiettivo di un sistema di frequenza dual-band è migliorare la precisione dei dati GPS. Ma ammettiamolo, non abbiamo molti utenti che si lamentano dell’attuale tecnologia GPS a banda singola. Allora a chi è destinato?

Apple ci ha fornito un esempio riconoscibile durante l’evento di lancio: la maratona di Chicago. Il percorso della maratona ha molti grattacieli e come detto sopra questo potrebbe causare delle imprecisioni nel segnale GPS. Quindi il sistema a doppia frequenza può aiutare.

Inoltre, se sei un amante dell’avventura e ti avventuri spesso nella natura o vivi in ​​aree dove c’è poca connettività, il sistema a doppia frequenza fa per te. Inoltre, Apple ha anche lanciato una funzione SOS di emergenza satellitare per la tua sicurezza.

Poiché questo è presente anche nella serie iPhone 14 Pro, siamo sicuri che un altro caso d’uso possa essere quello di utilizzare questo sistema per controllare e far atterrare i droni in sicurezza. La precisione al centimetro può aiutarti a monitorare e posizionare accuratamente i tuoi droni.

Ora, dobbiamo aspettare che questi dispositivi affrontino test nel mondo reale per vedere come si comporta il nuovo GPS e vedere se può aiutare in più situazioni di quanto potremmo pensare.

GPS dual band per una precisione ultra GPS

Questo è tutto ciò che devi sapere sul GPS dual-band di Apple Watch Ultra. Ciò che è affascinante è che questa tecnologia è stata utilizzata solo in sistemi industriali di fascia alta. La banda L5 è anche una banda che in precedenza era riservata ai soli servizi radiofonici dell’aviazione. Ma grazie alla disponibilità di componenti a basso costo, possiamo vederlo in dispositivi come l’Apple Watch Ultra. Siamo così entusiasti di vedere come andrà a finire nel mondo reale e speriamo che lo siate anche voi!