GPS L5 คืออะไร และช่วยเพิ่มความแม่นยำของ GPS ได้อย่างไร?
เผยแพร่แล้ว: 2022-09-13
เป็นเวลาหลายปีแล้วที่อุปกรณ์ระดับผู้บริโภคใช้เครื่องรับ GPS ความถี่เดียวเพื่อระบุตำแหน่งของพวกเขา แต่นั่นกำลังเปลี่ยนไปเมื่ออุปกรณ์รุ่นใหม่เริ่มเพิ่มการรองรับความถี่ GPS ที่สองที่เรียกว่า L5 นี่คือทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้
สัญญาณ GPS
แม้ว่าในขั้นต้นจะได้รับการออกแบบมาสำหรับกองทัพสหรัฐ แต่ปัจจุบัน Global Positioning System หรือ GPS ก็มีบทบาทสำคัญในชีวิตของเรา ตั้งแต่การนำทางแบบเลี้ยวต่อเลี้ยวไปจนถึงการแชร์ตำแหน่งของเราสำหรับการจัดส่งของชำ เราใช้ GPS เป็นประจำทุกวัน แต่เป็นเวลานานที่สุด สมาร์ทโฟน ระบบนำทางในรถยนต์ หรือนาฬิกาอัจฉริยะจะใช้ความถี่เดิมที่เรียกว่า L1 เพื่อรับสัญญาณ GPS และระบุตำแหน่งของสัญญาณ
L1 ถูกใช้อย่างแพร่หลาย และได้ช่วยเปลี่ยนแปลงโลกไปในทางที่ยิ่งใหญ่ แต่ความถี่นี้อ่อนไหวต่อข้อผิดพลาดแบบหลายเส้นทาง ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสัญญาณ GPS บางตัวถูกสะท้อนโดยอาคาร พื้นดิน และวัตถุอื่นๆ ก่อนถึงเครื่องรับ การระบุตำแหน่งใน GPS จะขึ้นอยู่กับการวัดระยะทางไปยังดาวเทียม ดังนั้นการสะท้อนเหล่านี้จึงทำให้เกิดปัญหา โดยแสดงระยะทางที่แตกต่างจากสัญญาณที่ไปถึงเครื่องรับโดยตรงจากดาวเทียม สัญญาณ L1 ยังไม่ค่อยมีประสิทธิภาพในการเดินทางผ่านสิ่งกีดขวางทางกายภาพ
ดังนั้น รัฐบาลสหรัฐฯ จึงได้ดำเนินโครงการปรับปรุงระบบ GPS ให้ทันสมัย เพื่อให้ทันกับยุคสมัยและเทคโนโลยีที่ก้าวหน้า ส่วนหนึ่งของความพยายามในการปรับปรุงให้ทันสมัยนี้คือการส่งสัญญาณ GPS ใหม่สามสัญญาณสำหรับการใช้งานพลเรือน: L2, L5 และ L1C
L1C ยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาและไม่ได้ให้ข้อมูลการนำทาง แต่สัญญาณ L2 และ L5 อยู่ในขั้นตอนก่อนปฏิบัติการที่แตกต่างกัน โดยมีดาวเทียมส่งสัญญาณ L2 มากกว่า L5 ณ เดือนมิถุนายน พ.ศ. 2565 รัฐบาลสหรัฐฯ มีเป้าหมายที่จะปรับปรุง ความแม่นยำของตำแหน่ง GPS สำหรับการใช้งานพลเรือนด้วยสัญญาณใหม่เหล่านี้
แม้ว่าทั้งสัญญาณ L2 และ L5 จะมีประสิทธิภาพมากกว่าสัญญาณ L1 และมีแบนด์วิธที่มากกว่า แต่ L5 นั้นดีที่สุดในสามสัญญาณนี้ในแทบทุกอย่าง รวมถึงการจัดการกับสัญญาณรบกวนและข้อผิดพลาดแบบหลายเส้นทาง นอกจากนี้ ควรใช้ L2 กับสัญญาณ L1 เพื่อเพิ่มความแม่นยำ สัญญาณ L5 สามารถตีความได้อย่างอิสระ
L5 เริ่มแพร่ภาพบนดาวเทียมที่รองรับในปี 2014 และในเดือนมิถุนายน 2022 มันถูกถ่ายทอดโดยดาวเทียม GPS 17 ดวง เนื่องจากสัญญาณ GPS ใดๆ ที่ออกอากาศโดยดาวเทียมน้อยกว่า 18-24 ดวงถือเป็นการใช้งานที่จำกัด L5 จะใช้เวลาปล่อยดาวเทียมอีกอย่างน้อยหนึ่งครั้งจึงจะมีประโยชน์ตามสมควร ดาวเทียมที่มีความสามารถ 24 L5 คาดว่าจะถึงท้องฟ้าภายในปี 2570
ทำไม L5 ถึงมีความสำคัญ?
ดังที่ได้กล่าวมาแล้ว L5 เป็นสัญญาณ GPS ที่ทันสมัยที่สุดสำหรับการใช้งานพลเรือน แม้ว่าจะมีไว้สำหรับการใช้งานที่มีความสำคัญต่อชีวิตและมีประสิทธิภาพสูงเป็นหลัก เช่น การช่วยนำทางเครื่องบิน แต่ก็สามารถใช้ได้สำหรับทุกคน เช่น สัญญาณ L1 ดังนั้นผู้ผลิตอุปกรณ์สำหรับผู้บริโภคในตลาดมวลชน เช่น สมาร์ทโฟน เครื่องติดตามการออกกำลังกาย ระบบนำทางในรถยนต์ และสมาร์ทวอทช์ ได้รวมอุปกรณ์ดังกล่าวเข้ากับอุปกรณ์ของตนเพื่อมอบประสบการณ์ GPS ที่ดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
ข้อดีอย่างหนึ่งที่สำคัญของสัญญาณ L5 คือมันใช้คลื่นความถี่วิทยุ 1176.45MHz ซึ่งสงวนไว้สำหรับการนำทางการบินทั่วโลก ด้วยเหตุนี้ จึงไม่ต้องกังวลกับการรบกวนจากคลื่นวิทยุอื่นๆ ในความถี่นี้ เช่น การออกอากาศทางโทรทัศน์ เรดาร์ และเครื่องช่วยนำทางภาคพื้นดิน
ด้วยข้อมูล L5 อุปกรณ์ของคุณสามารถเข้าถึงวิธีการขั้นสูงเพื่อกำหนดว่าสัญญาณใดมีข้อผิดพลาดน้อยกว่าและระบุตำแหน่งได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีประโยชน์อย่างยิ่งในพื้นที่ที่สามารถรับสัญญาณ GPS ได้ แต่มีการลดระดับลงอย่างมาก ในสถานการณ์เช่นนี้ L5 ต้องขอบคุณแบนด์วิดท์ที่เพิ่มขึ้น ทำให้สามารถให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์มากขึ้นในการพิจารณาการสะท้อนที่มีอยู่ในสัญญาณที่ได้รับ
นอกจากนี้ สัญญาณ L5 ที่แรงกว่ายังส่งผลให้เกิดการครอบคลุมที่ดีขึ้นในสภาพแวดล้อมในเมืองที่หนาแน่น และช่วยให้อุปกรณ์ล็อกตำแหน่งได้อย่างรวดเร็ว สุดท้าย ความถี่ที่ต่ำลงช่วยเพิ่มการรับสัญญาณสำหรับการใช้งานภายในอาคาร
ดังนั้น คุณสามารถคาดหวังให้อุปกรณ์ที่สามารถรับสัญญาณ L5 ให้ข้อมูลตำแหน่งที่แม่นยำกว่าอุปกรณ์ที่มีสัญญาณ L1 หรือ L2
อุปกรณ์ใดบ้างที่ใช้สัญญาณ L5
ผู้ผลิตอุปกรณ์เริ่มใช้สัญญาณ L5 เป็นส่วนหนึ่งของ GPS ความถี่คู่ควบคู่ไปกับสัญญาณ L1 Xiaomi Mi 8 เป็นสมาร์ทโฟนเครื่องแรกที่ได้รับการสนับสนุน L5 ในปี 2018 แต่ตั้งแต่นั้นมา อุปกรณ์หลายเครื่องที่มีคุณสมบัติเดียวกันก็ออกสู่ตลาด อุปกรณ์ยอดนิยมบางตัวที่เรารู้จักสามารถรับสัญญาณ L5 GPS ได้ ได้แก่ Apple Watch Ultra, GPSMAP 65, 65s และ 66sr ของ Garmin, โทรศัพท์ Google Pixel 4, 5 และ 6 และ Galaxy S22+ ของ Samsung โทรศัพท์ , S21+ และ S21 Ultra
น่าเสียดาย การรับรายการเดียวกับอุปกรณ์ทั้งหมดที่สามารถรับสัญญาณ L5 GPS นั้นเป็นไปไม่ได้ แต่ฐานข้อมูลแบบเปิดนี้บน Google ชีต ซึ่งมีข้อมูลจากแอป GPSTest สำหรับ Android ดูเหมือนจะรวมโทรศัพท์ Android ส่วนใหญ่ที่รองรับสัญญาณ L5 ด้วย
นอกจากนี้ หากคุณสงสัยว่าโทรศัพท์ Android ของคุณรองรับหรือไม่ Huawei แนะนำให้ใช้ GNSSLogger โดย Google คุณสามารถใช้แอปนี้เพื่อเก็บข้อมูลระบบนำทางด้วยดาวเทียมทั่วโลก (GNSS) และกำหนดสถานะสัญญาณ L5 แอป GPSTest ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้มักถูกแนะนำว่าเป็นหนึ่งในตัวเลือกในการตรวจสอบว่าอุปกรณ์ Android รองรับ L5 หรือไม่
อีกทางเลือกหนึ่งคือติดต่อผู้ผลิตอุปกรณ์เพื่อดูว่าอุปกรณ์นั้นรองรับสัญญาณ L5 หรือไม่
โปรดจำไว้ว่า สัญญาณ L5 ต้องใช้ฮาร์ดแวร์ใหม่และจะไม่ทำงานบนอุปกรณ์รุ่นเก่าที่เข้ากันได้กับสัญญาณ L1 เท่านั้น
สัญญาณ L5 ไม่จำกัดเฉพาะ GPS
GPS ซึ่งเป็นเจ้าของโดยรัฐบาลสหรัฐฯ ไม่ใช่ระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลกเพียงระบบเดียว (GNSS) ไม่ใช่ GNNS เดียวที่ใช้สัญญาณ L5 เช่นกัน BeiDou ของจีน Galileo ของสหภาพยุโรป IRNSS ของอินเดียและ QZSS ของญี่ปุ่นยังส่งสัญญาณในความถี่ L5 นอกจากนี้ Glonass ของรัสเซียยังวางแผนที่จะเปิดตัวดาวเทียมที่สามารถส่งสัญญาณ L5 ได้ภายในปี 2568
สัญญาณ L5 จากระบบดาวเทียมเหล่านี้สามารถใช้ได้กับเครื่องรับ GPS หลายตัวที่ใช้โดยอุปกรณ์ระดับผู้บริโภค เครื่องรับ multi-GNSS เหล่านี้สามารถให้ตำแหน่งที่แม่นยำได้ดีกว่าเครื่องรับ GPS เท่านั้น
ปรับปรุงความแม่นยำของตำแหน่ง
สัญญาณ L5 เป็นส่วนเสริมที่น่ายินดีสำหรับคลังแสง GPS มันสามารถปรับปรุงความแม่นยำของตำแหน่งบนอุปกรณ์ของคุณอย่างมาก ทำให้การล็อกตำแหน่งเร็วขึ้น และทำงานได้ดีขึ้นในสถานที่ที่แถบ L1 แบบเดิมมีปัญหา ที่กล่าวว่า ในขณะที่เขียนบทความนี้ รัฐบาลสหรัฐฯ ยังไม่มีดาวเทียมเพียงพอที่จะทำให้สัญญาณ L5 ทำงานอย่างเป็นทางการได้ ดังนั้นจะใช้เวลาอย่างน้อยสองปีในการเก็บเกี่ยวผลประโยชน์ทั้งหมด
ที่เกี่ยวข้อง: วิธีดูว่าภาพถ่ายถูกถ่ายที่ไหน (และรักษาตำแหน่งของคุณให้เป็นส่วนตัว)