Co to jest GPS L5 i jak poprawia dokładność GPS?

Od wielu lat w konsumenckich urządzeniach pozycjonujących stosowane są jednoczęstotliwościowe odbiorniki GPS. Ale to się zmienia, ponieważ nowe gadżety zaczęły dodawać obsługę drugiej częstotliwości GPS o nazwie L5. Oto wszystko, co musisz wiedzieć.

Sygnał GPS

Pierwotnie opracowany dla wojska Stanów Zjednoczonych, Globalny System Pozycjonowania lub GPS odgrywa teraz istotną rolę w naszym życiu. Od nawigacji zakręt po zakręcie po udostępnianie informacji o lokalizacji w celu dostarczenia artykułów spożywczych, codziennie korzystamy z GPS. Ale przez długi czas Twój smartfon, nawigacja samochodowa lub smartwatch używały przestarzałej częstotliwości L1 do odbierania sygnału GPS i określania Twojej lokalizacji.

L1 jest szeroko stosowany i pomógł znacząco zmienić świat. Jednak ta częstotliwość jest obarczona błędami wielościeżkowymi , które pojawiają się, gdy niektóre sygnały GPS są odbijane od budynków, gruntu i innych obiektów, zanim dotrą do odbiornika. Pozycjonowanie GPS opiera się na pomiarze odległości do satelitów, więc te odbicia powodują problem, pokazując inną odległość niż sygnał, który dociera do odbiornika bezpośrednio z satelity. Sygnały L1 są również mało skuteczne w pokonywaniu przeszkód fizycznych.

Dlatego rząd USA uruchomił program modernizacji GPS, aby nadążyć za czasami i postępem technologicznym. W ramach tej modernizacji firma wykorzystuje trzy nowe sygnały GPS do użytku cywilnego: L2, L5 i L1C.

L1C jest nadal w fazie rozwoju i nie dostarcza danych nawigacyjnych, ale sygnały L2 i L5 są na różnych etapach przedoperacyjnych i od czerwca 2022 r. więcej satelitów transmituje sygnał L2 niż L5. Dzięki tym nowym sygnałom rząd USA chce poprawić dokładność pozycjonowania GPS do użytku cywilnego.

Podczas gdy sygnały L2 i L5 są silniejsze niż sygnał L1 i mają większą przepustowość, L5 jest najlepszy z trzech niemal we wszystkim, w tym w zakresie obsługi zakłóceń i błędów wielościeżkowych. Ponadto L2 ma być używany z sygnałem L1, aby poprawić jego dokładność; sygnał L5 może być interpretowany niezależnie.

L5 rozpoczął nadawanie do obsługiwanych satelitów w 2014 r., a od czerwca 2022 r. nadaje go 17 satelitów GPS. Ponieważ każdy sygnał GPS przesyłany przez mniej niż 18-24 satelitów jest uważany za ograniczony w użyciu, L5 będzie potrzebował co najmniej jednego dodatkowego satelity, aby stać się wystarczająco użytecznym. Oczekuje się, że do 2027 roku w niebo wzniosą się 24 satelity z obsługą L5.

Dlaczego L5 ma znaczenie?

Jak wspomniano, L5 to najbardziej zaawansowany sygnał GPS dostępny do użytku cywilnego. Chociaż jest przeznaczony przede wszystkim do zastosowań krytycznych dla życia i wymagających wysokiej wydajności, takich jak pomoc w nawigacji lotniczej, jest dostępny dla każdego, podobnie jak sygnał L1. Dlatego producenci popularnych urządzeń konsumenckich, takich jak smartfony, urządzenia śledzące kondycję, systemy nawigacji samochodowej i inteligentne zegarki, integrują go ze swoimi urządzeniami, aby oferować jak najlepsze wrażenia z GPS.

Jedną z kluczowych zalet sygnału L5 jest to, że wykorzystuje on częstotliwość radiową 1176,45 MHz zarezerwowaną dla nawigacji lotniczej na całym świecie. Dzięki temu nie musi obawiać się zakłóceń pochodzących z innego ruchu fal radiowych na tej częstotliwości, takich jak transmisje telewizyjne, radary i wszelkie naziemne pomoce nawigacyjne.

Dzięki danym L5 Twoje urządzenie może uzyskać dostęp do bardziej zaawansowanych metod określania, które sygnały mają najmniej błędów i skutecznej lokalizacji. Jest to szczególnie przydatne w miejscach, gdzie sygnał GPS może być odbierany, ale jest poważnie obniżony. W takich sytuacjach L5, dzięki zwiększonej szerokości pasma, może dostarczyć więcej informacji przydatnych do określenia odbić obecnych w odbieranym sygnale.

Ponadto silniejszy sygnał L5 zapewnia lepszy zasięg w gęstych obszarach miejskich i pomaga w szybkiej lokalizacji urządzeń. Wreszcie, jego niższa częstotliwość poprawia odbiór, gdy jest używany w pomieszczeniach.

W związku z tym można oczekiwać, że urządzenia zdolne do odbierania sygnału L5 będą dostarczać dokładniejsze dane o pozycji niż urządzenia z sygnałami L1 lub L2.

Jakie urządzenia wykorzystują sygnał L5?

Producenci urządzeń zaczęli używać sygnału L5 w ramach dwuczęstotliwościowego GPS wraz z sygnałem L1. Xiaomi Mi 8 był pierwszym smartfonem, który otrzymał wsparcie L5 w 2018 roku, ale od tego czasu na rynku pojawiło się kilka urządzeń z tą samą funkcją. Niektóre z popularnych urządzeń, które znamy, mogą odbierać sygnał GPS L5, to Apple Watch Ultra, przenośne urządzenia śledzące GPS Garmin GPSMAP 65 , 65s i 66sr , telefony Google Pixel 4 , 5 i 6 oraz Samsung Galaxy Telefony S22+., S21+ i S21 Ultra.

Niestety nie da się uzyskać jednej listy ze wszystkimi urządzeniami, które mogą odbierać sygnał GPS L5. Ale ta otwarta baza danych w Arkuszach Google , zawierająca informacje z aplikacji GPSTest na Androida , wydaje się obejmować większość telefonów z Androidem obsługujących sygnał L5.

Ponadto, jeśli zastanawiasz się, czy Twój telefon z Androidem to obsługuje, Huawei zaleca korzystanie z Google GNSSLogger . Możesz użyć aplikacji do zbierania danych Globalnego Systemu Nawigacji Satelitarnej (GNSS) i określania, czy jest sygnał L5. Wspomniana wcześniej aplikacja GPSTest jest również często zalecana jako jedna z opcji sprawdzania, czy urządzenie z Androidem obsługuje L5.

Inną opcją jest skontaktowanie się z producentem urządzenia, aby sprawdzić, czy dane urządzenie obsługuje sygnał L5.

Należy pamiętać, że sygnał L5 wymaga nowego sprzętu i nie będzie działał na starszych urządzeniach, które są kompatybilne tylko z sygnałem L1.

Sygnały L5 nie ograniczają się do GPS

GPS, będący własnością rządu USA, nie jest jedynym globalnym systemem nawigacji satelitarnej (GNSS). To nie jedyny GNNS wykorzystujący sygnał L5. BeiDou w Chinach, Galileo w UE, IRNSS w Indiach i QZSS w Japonii również nadają na częstotliwości L5. Ponadto rosyjski Glonass planuje wystrzelić satelity zdolne do nadawania sygnału L5 do 2025 roku.

Sygnały L5 z tych systemów satelitarnych mogą być wykorzystywane przez wiele odbiorników GPS stosowanych w urządzeniach klasy konsumenckiej. Te odbiorniki multi-GNSS mogą zapewnić jeszcze lepszą dokładność pozycjonowania niż odbiorniki korzystające tylko z GPS.

Poprawiona dokładność lokalizacji

Sygnał L5 jest mile widzianym dodatkiem do arsenału GPS. Może to znacznie poprawić dokładność lokalizacji na Twoich urządzeniach, szybciej uzyskać blokadę lokalizacji, a nawet działać lepiej w miejscach, w których starsze pasmo L1 zwykle ma problemy. Jednak w chwili pisania tego tekstu rząd USA nie zainstalował jeszcze wystarczającej liczby satelitów, aby oficjalnie włączyć sygnał L5, więc pełne wykorzystanie go zajmie nam co najmniej kilka lat.