GPS:n tarkkuus jatkossa 30 cm älypuhelimissa?

Aina silloin tällöin näkee uutisia, joissa luvataan tarkempaa paikannustarkkuutta. Viime vuoden lopulla uutisoitiin Galileon valmistumisesta (vaikkei se taida ihan valmis olla vieläkään) ja siitä kuinka se parantaisi paikannustarkkuutta. Tällä kertaa Broadcom lupaa tuoda tarkemman paikannuspiirin massatuotantoon ja älypuhelimiin.

Mistä on kyse?

Siruvalmistaja Broadcom siis kertoi joku aika sitten ION GNSS+-konferenssisa Yhdysvalloissa, että se on tuomassa ensimmäisiä massamarkkinoille suunnattuja siruja, jotka pystyvät hyödyntämään satelliittien lähettämää L5-signaalia. Tämän signaalin avulla GPS-signaalin tarkkuus voi parantua jopa 30 senttimetriin nykyisestä 3-5 metristä.

Kaikki paikannussatelliitit – myös vanhan sukupolven satelliitit- lähettävät L1:ksi (tai E1) kutsuttua signaalia, joka sisältää satelliitin sijainnin, ajan ja satelliitin tunnisteen. Uudemman sukupolven satelliitit lähettävät tämän signaalin lisäksi monimutkaisempaa L5/E5 signaalia eri taajuudella L1-signaalin lisäksi. GPS-paikannin sitten käyttää perinteisesti L1-signaalia päättelemään etäisyyden satelliiteista, joista se vastaanottaa signaalia. Ja tästä tietenkin voidaan sitten päätellä sijainti maapallolla. Broadcomin uusi GPS-vastaanotinsiru ensin lukitsee L1 signaalin ja sen jälkeen tarkentaa laskettua sijaintia L5-signaalia käyttäen. L5-signaali ei ole yhtä herkkä heijastuksille kuin L1 ja siksi se on tarkempi kaupungeissa, joissa on korkeita rakennuksia.

Kaupungissahan GPS:n signaalit saavuttavat vastaanottimen sekä suoraan taivaalta, että heijastuksina ympäröivistä rakennuksista. Suora signaali ja heijastukset saapuvat GPS-laitteeseen hieman eri aikaan ja jos ne saapuvat ajallisesti osin päällekäin muodostuu vastaanotetuista signaalista “möykky”. GPS-vastaanotin etsii tästä möykystä korkeimman kohdan, josta vastaanotin päättelee signaalin saapumisajan. Mutta mitä isompi tämä signaalien muodostama möykky, sitä epätarkempi on paikanustulos. Yllä olevat kuvat koittavat tätä selventää.

L5-signaalin etu on siinä, että se on niin lyhyt, että suoraan taivaalta tuleva signaali ja heijastukset eivät todennäköisesti mene ajallisesti päällekkäin, eikä “möykkyä” muodostu. GPS-vastaanotin, joka käyttää L5-signaalia, yksinkertaisesti hylkää myöhemmin vastaanotetut signaalit. Niinpä se huomioi vain ensimmäisen, suoraan taivaalta tulevan, signaalin. Broadcomin siru tiettävästi myös käyttää tietoa kantoaallon vaiheesta parantaakseen tarkkuutta entisestään.

Sinänsä Broadcomin piirissä ei ole mitään uutta ja tälläkin hetkellä L5-signaalia käyttäviä GPS-vastaanottimia on markkinoilla. Niiden käyttö on rajautunut pääasiassa ammattilaiskäyttöön. Broadcomin julkistama BCM47755 on ensimmäinen massamarkkinoille suunnattu L5-signaalia käyttävä siru.

Broadcom kertoo myös, että nyt on oikea aika tuoda tällainen siru markkinoille, koska taivaalla on riittävästi L5-signaalia lähettäviä satelliitteja. Tällä hetkellä satelliitteja on kolmisenkymmentä, jos mukaan lasketaan Japanin ja Australian päällä olevat satelliitit ja lisää on kuulemma tulossa Broadcomin edustaja kertoo.

Monille kännykällä kätköileville tai Pokemon Go:ta pelaaville on tuttua se, että GPS:n käyttö tyhjentää akun hetkessä. Broadcomin uusi piiri käyttää 50 % vähemmän sähköä kuin aiempi vähemmän tarkka GPS-siru. Tämä perustuu siihen, että uusi siru käyttää virtapihimpää 28-nanometrin valmistustekniikkaa sekä uuteen radioarkkitehtuuriin (mitä ikinä se tarkoittaakaan) ja siihen, että uuteen siruun on suunniteltu sähköä säästävä kaksiytiminen anturihubi. Ei kerro tämäkään mitään minulle, mutta hyvältä kuulostaa 🙂

Broadcom sanoo, että uusi siru tulee käyttöön joissakin ensi vuonna myyntiin tulevissa älypuhelimissa, mutta ei paljasta tarkemmin mistä malleista on kyse. Mielenkiinnolla odotamme, koska pääsemme nauttimaan tarkemmasta paikannuksesta – myös kaupungissa. Nähtäväksi jää löytyykö Suomen taivaaltakin riittävästi L5-signaalia lähettäviä satelliitteja ja mihinkä puhelimiin uusi siru löytää tiensä. Yksi on kuitenkin varmaa: Mitään nopeaa muutosta uusi siru ei tuo mukanaan. Suomessa on maastossa yli 50 tuhatta kätköä, joiden koordinaatteja ei ole mitattu tarkemmalla GPS:llä, joten heittoa tulee koordinaateissa olemaan jatkossakin.

Jätä kommentti