GPS錯誤導航的原因分析

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

2007年，全球范圍內車(chē)載導航儀的搭載量為1.75億個(gè)，到2012年，則提升到了5.6億個(gè)。雖然許多人對GPS導航的依賴(lài)性非常強，但實(shí)際上，這項裝置并沒(méi)有想象中這么精確。在搞明白它為何會(huì )出錯之前，首先要知道其工作原理。GPS接收器將衛星網(wǎng)絡(luò )與路面基站的信號相結合，獲知車(chē)輛的位置信息與目的地。這些信息均將映射到地圖中并儲存在導航儀設備上。

無(wú)論導航儀設備有多么昂貴，當它開(kāi)始進(jìn)行路線(xiàn)指導工作時(shí)，其精確度僅僅取決于衛星網(wǎng)絡(luò )和地圖數據。GPS的一大缺陷在于，當衛星信號的精確度有限，導航系統在地圖上標出的車(chē)輛位置精度一般在半徑50-100米范圍內。

GPS的第二個(gè)問(wèn)題就是地圖數據很容易就過(guò)期。GPS的導航工作基于設備中儲存的數字地圖，地圖則由專(zhuān)門(mén)的地圖和導航公司發(fā)布。如果地圖數據不夠新，那么文章開(kāi)頭說(shuō)的情景則不遠了。GPS作出錯誤導航還有其他原因，例如地圖映射問(wèn)題和糟糕的衛星信號。

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

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

衛星信號的不精確性以及地圖的過(guò)時(shí)會(huì )給GPS使用者非常不好的體驗。關(guān)于這點(diǎn)，如今的手持設備例如智能手機和平板電腦，則能夠直接從網(wǎng)上下載數字地圖供應商最新的地圖存入設備，并利用它來(lái)進(jìn)行導航。若用戶(hù)經(jīng)常性地更新地圖，那么GPS設備出現導航錯誤的幾率將有所降低。

不過(guò)即便有了最新版的數字地圖和導航軟件，其導航精度仍然受到衛星信號的限制。大氣中各類(lèi)信號以及地面設備的電磁干擾均對衛星信號有不良影響。當衛星無(wú)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設備間也無(wú)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 )對衛星網(wǎng)絡(luò )的精度有影響。

GPS設備與衛星信號之間的信號被干擾是很常見(jiàn)的事。沒(méi)有一個(gè)清晰的信號，GPS設備無(wú)法對車(chē)輛精確定位。高樓、茂密的樹(shù)林、山脈、甚至任何一樣會(huì )反射的物體都會(huì )導致這樣的情況發(fā)生。