什麼是 GPS L5，它如何提高 GPS 精度？

多年來，消費級設備使用單頻 GPS 接收器來確定其位置。 但隨著新設備開始增加對稱為 L5 的第二個 GPS 頻率的支持，這種情況正在發生變化。 這是您需要知道的一切。

GPS 信號

雖然最初是為美國軍方設計的，但全球定位系統或 GPS 現在在我們的生活中發揮著至關重要的作用。 從轉彎導航到分享我們的雜貨配送位置，我們每天都使用 GPS。 但在最長的時間裡，您的智能手機、車載導航或智能手錶將使用稱為 L1 的傳統頻率來獲取 GPS 信號並確定其位置。

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L1 被廣泛使用，它極大地改變了世界。 但是這個頻率容易受到多徑誤差的影響，這是由於一些 GPS 信號在到達接收器之前被建築物、地面和其他物體反射而引起的。 GPS 中的位置確定基於測量到衛星的距離，因此這些反射會導致問題，顯示的距離與直接從衛星到達接收器的信號不同。 L1 信號在穿過物理障礙物時也不是很有效。

因此，美國政府一直在運行 GPS 現代化計劃，以跟上時代的變化和技術的進步。 作為這項現代化工作的一部分，它正在部署三種新的民用 GPS 信號：L2、L5 和 L1C。

L1C 仍處於發展階段，不提供導航數據，但 L2 和 L5 信號處於不同的預運行階段，截至 2022 年 6 月，傳輸 L2 信號的衛星比 L5 多。美國政府旨在增強使用這些新信號的民用 GPS 定位精度。

雖然 L2 和 L5 信號都比 L1 信號更強大且帶寬更大，但 L5 在幾乎所有方面都是三者中最好的，包括處理干擾和多路徑錯誤。 此外，L2 應該與 L1 信號一起使用以提高其準確性； L5 信號可以獨立解釋。

L5 於 2014 年開始在支持的衛星上廣播，截至 2022 年 6 月，它由 17 顆 GPS 衛星傳輸。 由於少於 18-24 顆衛星廣播的任何 GPS 信號都被認為是有限使用的，因此 L5 至少需要再發射一顆衛星才能變得相當有用。 預計到 2027 年將有 24 顆具有 L5 能力的衛星升空。

為什麼 L5 很重要？

如前所述，L5 是可用於民用的最先進的 GPS 信號。 雖然它主要用於生命攸關和高性能應用，例如幫助飛機導航，但它可供所有人使用，例如 L1 信號。 因此，智能手機、健身追踪器、車載導航系統和智能手錶等大眾市場消費設備的製造商正在將其集成到他們的設備中，以提供最佳的 GPS 體驗。

L5 信號具有的主要優勢之一是它使用 1176.45MHz 無線電頻率，該頻率為全球航空導航保留。 因此，它不必擔心來自該頻率的任何其他無線電波流量的干擾，例如電視廣播、雷達和任何地面導航設備。

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借助 L5 數據，您的設備可以訪問更高級的方法來確定哪些信號的錯誤更少並有效地確定位置。 它在可以接收 GPS 信號但嚴重退化的區域特別有用。 在這種情況下，由於帶寬增加，L5 可以提供更多信息，有助於確定接收信號中存在的反射。

此外，更強的 L5 信號可在密集的城市環境中提供更好的覆蓋範圍，並幫助設備快速鎖定位置。 最後，它的低頻增強了室內使用的接收效果。

因此，您可以期望能夠接收 L5 信號的設備比具有 L1 或 L2 信號的設備提供更準確的位置數據。

哪些設備使用 L5 信號？

設備製造商已開始將 L5 信號與 L1 信號一起用作雙頻 GPS 的一部分。 小米 8 是 2018 年第一款獲得 L5 支持的智能手機，但從那時起，具有相同功能的多款設備陸續上市。 我們知道的一些能夠接收 L5 GPS 信號的流行設備包括 Apple Watch Ultra、Garmin 的 GPSMAP 65、65s 和 66sr 手持 GPS 追踪器、Google Pixel 4、5 和 6 系列手機，以及三星的 Galaxy S22+ 、S21+ 和 S21 Ultra 手機。

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不幸的是，不可能獲得一份包含所有能夠接收 L5 GPS 信號的設備的列表。 但谷歌表格上的這個開放數據庫，包含來自 GPSTest Android 應用程序的信息，似乎包括大多數支持 L5 信號的 Android 手機。

另外，如果你好奇你的安卓手機是否支持，華為推薦使用谷歌的GNSSLogger。 您可以使用該應用程序捕獲全球導航衛星系統 (GNSS) 數據並確定 L5 信號的存在。 前面提到的 GPSTest 應用程序也經常被推薦作為檢查 Android 設備是否支持 L5 的選項之一。

另一種選擇是聯繫設備製造商，了解特定設備是否支持 L5 信號。

請記住，L5 信號需要新硬件，並且不適用於僅與 L1 信號兼容的舊設備。

L5 信號不僅限於 GPS

GPS 歸美國政府所有，並不是唯一的全球導航衛星系統 (GNSS)。 它也不是唯一使用 L5 信號的 GNNS。 中國的北斗、歐盟的伽利略、印度的IRNSS和日本的QZSS也在L5頻率上發射信號。 此外，俄羅斯的格洛納斯計劃在 2025 年之前發射能夠廣播 L5 信號的衛星。

來自這些衛星系統的 L5 信號可供消費級設備使用的許多 GPS 接收器使用。 與僅使用 GPS 的接收器相比，這些多 GNSS 接收器可以提供更好的定位精度。

提高定位精度

L5 信號是 GPS 武器庫中受歡迎的補充。 它可以顯著提高您設備上的定位精度，更快地獲得位置鎖定，甚至在傳統 L1 頻段通常難以解決的地方工作得更好。 也就是說，在撰寫本文時，美國政府尚未投放足夠的衛星以使 L5 信號正式運行，因此我們至少需要幾年時間才能獲得其所有好處。

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