ما هو نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ثنائي التردد ولماذا تستخدمه Apple

يبدو أن شركة آبل تعمل في اتحاد خاص بها مع الساعة. في حدث سبتمبر 2022 ، أطلقت شركة التكنولوجيا العملاقة إضافة جديدة تمامًا إلى مجموعة ساعاتها الذكية إلى جانب Apple Watch Series 8 والجيل الثاني من SE ، Apple Watch Ultra. مما لا شك فيه ، لقد ذهبت إلى أقصى الحدود مع Ultra ، حيث قاموا بتعبئتها بدقة GPS بتردد مزدوج. تمت إضافة نفس الميزة أيضًا إلى تشكيلة iPhone 14.

ليس سراً أن إحدى الميزات المفضلة لدينا هي القدرة على استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للتنقل سواء كان ذلك من معصمنا مباشرة أو عبر الهاتف الذكي. لكن GPS دقيق بالفعل. إذن ما هي الحاجة إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ذي النطاق الترددي المزدوج؟

حسنًا ، تحاول Apple زيادة دقة إشارات GPS من خلال هذه العملية. لكن الميزة ليست جديدة في حد ذاتها. إذا كان لديك هاتف OnePlus أو Xiaomi أو حتى هاتف Huwaei ، فمن المحتمل أنك تستخدم هذه الميزة بالفعل. دعنا نتعمق لمعرفة المزيد حول هذا الموضوع وما إذا كنت بحاجة إليه.

ما هو نطاق التردد المزدوج GPS

الاتجاهات على تطبيق الملاحة الخاص بك هي نتيجة لإشارة GPS مستلمة من قمر صناعي. مثل جميع الإشارات الإلكترونية ، يعمل GPS أيضًا على نظام تردد معين. نطاق الترددات التي تعمل عليها الإشارة يسمى نطاق التردد وهناك نطاقات تردد متعددة. اليوم ، تعمل معظم أنظمة GPS على نطاق تردد واحد – يسمى النطاق L1 (المزيد حوله لاحقًا).

الآن ، لزيادة دقة تحديد الموقع ، يمكن بناء جهاز لاستخدام نطاق تردد إضافي. وهذا ما يسمى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ثنائي التردد. لقد كانت إحدى نقاط تركيز شركة Apple الرئيسية عندما كشفت النقاب عن المجموعة الجديدة من ساعات Apple وتشكيلة iPhone 14. (لا تفوّت فرصة مشاهدة خلفيات سلسلة iPhone 14 الجديدة كليًا).

دعونا نلقي نظرة على الفرق بين نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أحادي التردد ومزدوج التردد بالتفصيل.

نظام GPS واحد مقابل مزدوج التردد

يتمثل الاختلاف الأكثر بروزًا في أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التقليدي أحادي التردد يوفر دقة تصل إلى 5 أمتار ، في حين أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ثنائي التردد يمكن أن يوفر دقة على مستوى السنتيمتر.

كما ذكرنا سابقًا ، تستخدم معظم الأجهزة أحادية التردد النطاق L1 منذ سنوات حتى الآن. وأكبر قيود النطاق L1 هو أن إشارته لا يمكنها تجاوز الأجسام الطويلة ، أو التشوه الجوي ، أو حتى أوراق الشجر الكثيفة في المسار. هذا يؤدي إلى عدم الدقة.

هذا هو المكان الذي يثبت فيه نظام التردد المزدوج فعاليته. تستخدم Apple النطاق L1 جنبًا إلى جنب مع النطاق L5 في نظام النطاق المزدوج للتغلب على القيود المرتبطة بالنطاق السابق.

في حين أنه من المنطقي استخدام إشارة L5 وحدها لمزيد من دقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، إلا أنه غير ممكن. يمر النطاق L5 حاليًا بمرحلة ما قبل التشغيل. ومن ثم ، فإن Apple تجمع بين L1 و L5 لتقديم الأفضل دون عوائق. في المستقبل القريب ، قد نرى إشارات L5 تعمل على تشغيل تجربة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على أجهزة iPhone ؛ أنت لا تعرف أبدا.

كيف يعمل نظام GPS الدقيق ذو التردد المزدوج

الهدف الرئيسي لنظام التردد المزدوج هو تحسين جودة إشارة الإدخال عن طريق تقليل الضوضاء وإزالة الأخطاء. يسمى الخطأ الكبير الذي يعيق معالجة الإشارة خطأ متعدد المسارات.

ما هي أخطاء المسارات المتعددة

عندما تطلب بيانات الملاحة ، فإنك تستخدم ساعتك (أو هاتفك) كجهاز استقبال يطلب إشارة ومعلومات من قمر صناعي ، جهاز الإرسال. الآن ، يجب أن تنتقل الإشارة من القمر الصناعي (جهاز الإرسال) إلى جهازك (جهاز الاستقبال).

المسار بين الاثنين غير واضح ويحتوي على الكثير من الأشياء بينهما ، من الأجسام الأكبر مثل ناطحات السحاب إلى الأجسام الأصغر مثل الجسيمات في الأيونوسفير. ستنعكس الإشارة عن هذه الكائنات لتشكيل مسارات إشارة متعددة. لن تحتوي مسارات الإشارات الجديدة المنعكسة على أي معلومات مفيدة.

سيؤدي ذلك إلى حدوث أخطاء في المعلومات المستلمة ، ويطلق عليها أخطاء متعددة المسارات وهذا يحتاج إلى إصلاح.

كيف يعمل نطاق التردد L5 على تقوية إشارات GPS

يتمتع النطاق L5 بالكثير من المزايا مقارنة بالنطاق L1 ، مثل القوة العالية والدقة العالية ، لكن الميزة الرئيسية هي قدرته على اكتشاف الإشارات المنعكسة غير المرغوب فيها الناتجة عن أخطاء المسارات المتعددة. لذلك ، بمجرد تشغيل نطاقات L1 + L5 ، فإنها تحدد الإشارات غير المرغوب فيها وتضمن أنها لا تؤثر على معلومات الإخراج في نهاية جهاز الاستقبال.

المعلمة الأخرى التي نحتاج إلى معرفتها هي معدل الرقاقة – عدد النبضات التي يتم إرسالها أو استقبالها في الثانية. معدل الرقاقة لنطاقات إشارة L5 أكبر بعشر مرات من نطاقات إشارة L1. القدرة على الحد من الخطأ تتناسب طرديا مع معدل الشريحة. وبالتالي ، يتم تقليل الأخطاء والضوضاء بمقدار عشرة أضعاف عند استخدام نطاق L5.

هل تحتاج إلى جهاز GPS مزدوج التردد

الهدف من نظام التردد ثنائي النطاق هو تحسين دقة بيانات GPS. ولكن دعنا نواجه الأمر ، ليس لدينا الكثير من المستخدمين الذين يشكون من تقنية GPS الحالية أحادية النطاق. إذن لمن هو المقصود؟

أعطتنا Apple مثالاً يمكن الاعتماد عليه خلال حدث الإطلاق – ماراثون بوسطن. يحتوي مسار الماراثون على الكثير من ناطحات السحاب وكما ذكرنا سابقًا ، قد يؤدي ذلك إلى بعض الأخطاء في إشارة GPS. لذلك ، يمكن أن يساعد نظام التردد المزدوج.

علاوة على ذلك ، إذا كنت من محبي المغامرة وغالبًا ما تغامر بالخروج في البرية أو تعيش في مناطق لا يوجد بها اتصال يذكر ، فإن نظام التردد المزدوج يناسبك. علاوة على ذلك ، أصدرت Apple أيضًا ميزة SOS للطوارئ عبر القمر الصناعي من أجل سلامتك.

نظرًا لوجود هذا في سلسلة iPhone 14 Pro أيضًا ، فنحن على يقين من أن حالة استخدام أخرى يمكن أن تستخدم هذا النظام للتحكم في الطائرات بدون طيار وهبوطها بأمان. يمكن أن تساعدك دقة مستوى السنتيمتر في مراقبة وتحديد مواقع الطائرات بدون طيار الخاصة بك بدقة.

الآن ، نحن بحاجة إلى انتظار هذه الأجهزة لمواجهة اختبارات العالم الحقيقي لنرى كيف أسعار GPS الجديدة ومعرفة ما إذا كان يمكن أن يساعد في مواقف أكثر مما نعتقد.

GPS مزدوج النطاق للحصول على دقة GPS فائقة

كان هذا كل ما تحتاج لمعرفته حول GPS مزدوج النطاق على Apple Watch Ultra. الأمر المذهل هو أن هذه التقنية كانت تستخدم فقط في الأنظمة الصناعية المتطورة. النطاق L5 هو أيضًا نطاق تم حجزه مسبقًا لخدمات راديو الطيران فقط. ولكن بفضل توفر المكونات منخفضة التكلفة ، يمكننا رؤيتها على أجهزة مثل Apple Watch Ultra. نحن متحمسون جدًا لرؤية كيفية حدوث ذلك في العالم الحقيقي ، ونأمل أن تكون كذلك!