印度这种方式还是比较务实的,只是非全球性的,而且投入使用不久,性能也不稳定,目前使用范围有限,主要用在公共交通的定位、灾害预防等领域上,支持IRNSS的芯片还没有形成产业链,价格比较贵,所以这才是苹果、三星、小米和OPPO这些手机头疼的大问题。
2、有一个接收信号的客户端,将信号解算出来;
或者以莫尼亚轨道的方式,让一颗卫星在一天中的大部分时间都处在某地视角范围内,不过那种卫星比较适合通信卫星但却不适合导航卫星,因为它的星历数据实在有些复杂。
印度的定位系统也是经历了美国的卡脖子事件,因为1999年5月印度和巴基斯坦在卡吉尔地区发生冲突,印度向美国寻求GPS定位信号支持,结果美国以技术问题拒绝了印度的请求,从此开始,印度发誓要搞出印度的定位系统,这就时IRNSS产生的的背景。
目前全球流行的定位系统是GPS、北斗、伽利略和格洛纳斯,像印度这种很多人都没听说过的的定位芯片很少有厂商支持,因此必须在芯片上做出相应的设计才可以,这就大幅增加了成本。
知道三颗星的视角、再结合当前的时区和时间,即可计算出本身所在的经纬度,然后自动调整赤经赤纬的补偿跟踪天体。而卫星定位系统原理就是这样,而且卫星的高度固定,还可以根据三颗卫星到达的时间差算出经纬度和高度。
“看到”的卫星越多,定位精度也越高,最早时的粗码精度即可达到100米,精码的精度可达10米,不过这个方案后来改成了互成120度的6条轨道上有21颗运作卫星和3颗备份卫星的方案,定位卫星数量变化,但主要架构并没有改变。
客户端芯片解算原理
它的更新方式有几种,一种是通过GPS卫星发送的信号更新,这个由于码率很低,更新速度很慢,长的需要半个小时,还得开阔地带,短的也需要十多分钟,当然也可以通过地面站更新,或者通过网络更新,这个就很快了。
客户端定位芯片组,是成本增加的根源
当然莫迪政府也希望通过推进IRNSS系统推进本土的定位产业,印度十几亿人口的手机使用量也很多,当然印度希望在未来占领周边国家的定位市场,不过在全球定位的GPS和北斗以及伽利略的围剿下,印度这个希望可能要破灭了。
9月26日,除了波罗的海的北溪线输气管被炸了外,全球手机制造商这边也发生了一次“地震”,印媒Theindu报道称,为了推广印度本土的导航定位系统“NavIC”,减少对于美国的GPS导航系统的依赖,印度官方正准备要求所有在印度售卖的手机必须安装NavIC系统。
常见的GPS定位中国的北斗以及欧洲的伽利略和俄罗斯的格洛纳斯,以GPS为例,最早的计划是放置24颗卫星,布置在120度的6个轨道面上,每个轨道上有4颗卫星,卫星高度20180千米,那么全球“任何”位置都可以同时“看到”6~9颗卫星。
中国的北斗卫星定位早期方案采用的也是倾斜地球同步轨道卫星,这种定位可以用很少的卫星就可以为区域定位服务,在定位系统起步测试原理或者技术验证时可以用最少的成本完成测试工作。
从理论上来看,客户端要解算本身的位置需要知道几个信息:
定位系统的原理
另外更绝的是还可以根据多普勒频移算出自身移动的速度,因此GPS能给出四个信息,经度、纬度、高度和速度,当然也包括方向,实现它需要有两个环境:
定位芯片装在手机里对接收到的信号处理、修正误差、以及解码等的芯片组,它一般包含如下几个部分:
其余五颗卫星处于倾斜地球同步轨道(GSO)。其中两个在55° E穿过赤道,两个在111.75° E穿过赤道,这些卫星组成了印度的定位系统,不过在2016年时IRNSS-1A卫星的铷原子钟失效,卫星彻底报废,后来在2018年补发了一颗。
由于各家定位系统的频率与编码方式都差异很大,因此需要有各家的定位芯片来支持,当然一个定位芯片组中,比如RF和基带等可能需要独立,但CPU或可能共用,或者将支持多个定位的芯片集成,以降低整体成本。
包括三星、苹果等国际手机制造商,以及近几年来深耕印度市场的小米、Oppo等中国手机制造商都快崩溃了,因为这不但意味着额外的手机制造成本,而且印度定位系统刚刚起步,市场上连芯片都还没有。
在这里必须要提醒下,由于卫星和客户端所在位置的引力差异以及高速运动的速度差异,两者时钟存在误差,如果不修正的话,几天后这个精度就会给你定位到几公里以外,所以必须要根据相对论效应修正,这也是爱因斯坦的相对论的证明方法之一。
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