GPS錯(cuò)誤導(dǎo)航的原因分析

我們偶然能夠從新聞中看到一些人按照汽車導(dǎo)航開到海里或農(nóng)田里的新聞。其實(shí)這并不是偶然，每位車主都應(yīng)該經(jīng)歷過GPS系統(tǒng)“犯病”的時(shí)候，只是沒有開到海里這么夸張罷了，例如高架路上的匝道導(dǎo)航出錯(cuò)。

2007年，全球范圍內(nèi)車載導(dǎo)航儀的搭載量為1.75億個(gè)，到2012年，則提升到了5.6億個(gè)。雖然許多人對(duì)GPS導(dǎo)航的依賴性非常強(qiáng)，但實(shí)際上，這項(xiàng)裝置并沒有想象中這么精確。在搞明白它為何會(huì)出錯(cuò)之前，首先要知道其工作原理。GPS接收器將衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與路面基站的信號(hào)相結(jié)合，獲知車輛的位置信息與目的地。這些信息均將映射到地圖中并儲(chǔ)存在導(dǎo)航儀設(shè)備上。

無論導(dǎo)航儀設(shè)備有多么昂貴，當(dāng)它開始進(jìn)行路線指導(dǎo)工作時(shí)，其精確度僅僅取決于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地圖數(shù)據(jù)。GPS的一大缺陷在于，當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)的精確度有限，導(dǎo)航系統(tǒng)在地圖上標(biāo)出的車輛位置精度一般在半徑50-100米范圍內(nèi)。

GPS的第二個(gè)問題就是地圖數(shù)據(jù)很容易就過期。GPS的導(dǎo)航工作基于設(shè)備中儲(chǔ)存的數(shù)字地圖，地圖則由專門的地圖和導(dǎo)航公司發(fā)布。如果地圖數(shù)據(jù)不夠新，那么文章開頭說的情景則不遠(yuǎn)了。GPS作出錯(cuò)誤導(dǎo)航還有其他原因，例如地圖映射問題和糟糕的衛(wèi)星信號(hào)。

每年，約有40%的道路發(fā)生變化，包括新建道路、拆除道路、擴(kuò)建岔道等。只要拿你自己住處附近幾年前的道路情況與現(xiàn)在相比，也會(huì)有許多不同——某塊區(qū)域用隔板擋住，在幾個(gè)月后，隔板突然拆除，你發(fā)現(xiàn)道路已經(jīng)完全不是原有的路線。這些道路變化最終肯定會(huì)在導(dǎo)航地圖上更新，但這需要經(jīng)過一段時(shí)間。那么數(shù)字地圖和導(dǎo)航公司是如何更新地圖的？他們運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)，其中包括派遣工作人員在道路中實(shí)地測(cè)試地圖準(zhǔn)確度并收集數(shù)據(jù)、用戶反饋以及其他手段，總之，能夠反饋道路的最新情況。

美國導(dǎo)航系統(tǒng)研究基金會(huì)（Navigations Systems Research Foundation）研究顯示，GPS系統(tǒng)有時(shí)會(huì)忽視道路的一些重要信息，例如道路類型。這點(diǎn)非常重要，如果不清楚標(biāo)出道路類型，那么一輛巴士可能會(huì)被導(dǎo)航進(jìn)入社區(qū)的狹小道路中，而發(fā)生尷尬局面。

衛(wèi)星信號(hào)的不精確性以及地圖的過時(shí)會(huì)給GPS使用者非常不好的體驗(yàn)。關(guān)于這點(diǎn)，如今的手持設(shè)備例如智能手機(jī)和平板電腦，則能夠直接從網(wǎng)上下載數(shù)字地圖供應(yīng)商最新的地圖存入設(shè)備，并利用它來進(jìn)行導(dǎo)航。若用戶經(jīng)常性地更新地圖，那么GPS設(shè)備出現(xiàn)導(dǎo)航錯(cuò)誤的幾率將有所降低。

不過即便有了最新版的數(shù)字地圖和導(dǎo)航軟件，其導(dǎo)航精度仍然受到衛(wèi)星信號(hào)的限制。大氣中各類信號(hào)以及地面設(shè)備的電磁干擾均對(duì)衛(wèi)星信號(hào)有不良影響。當(dāng)衛(wèi)星無法精確傳遞其位置信息時(shí)，例如發(fā)生軌道誤差，那么其與GPS設(shè)備間也無法建立連接。在平流層和電離層中，等離子體的變化活動(dòng)、溫度、壓力、濕度都會(huì)對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的精度有影響。

GPS設(shè)備與衛(wèi)星信號(hào)之間的信號(hào)被干擾是很常見的事。沒有一個(gè)清晰的信號(hào)，GPS設(shè)備無法對(duì)車輛精確定位。高樓、茂密的樹林、山脈、甚至任何一樣會(huì)反射的物體都會(huì)導(dǎo)致這樣的情況發(fā)生。