包括三星、苹果等国际手机制造商,以及近几年来深耕印度市场的小米、Oppo等中国手机制造商都快崩溃了,由于这不但意味着额外的手机制造本钱,而且印度定位系统刚刚起步,市场上连芯片都还没有。
装个软件的事,怎么会增加额外的本钱?
既然印度政府要装,那装不就可以了?装个软件又增加不了什么本钱!
然而事实上却不是这样,定位导航系统的事理不繁芜,但如果要实现它却须要很大的本钱,而且印度人的定位系统目前还不稳定!
定位系统的事理

卫星定位和三星定位的事理是一样的,玩天文的朋友该当都知道,GOTO的赤道仪须要对准三颗常见的恒星进行对自身的位置定位。
知道三颗星的视角、再结合当前的时区和韶光,即可打算出本身所在的经纬度,然后自动调度赤经赤纬的补偿跟踪天体。而卫星定位系统事理便是这样,而且卫星的高度固定,还可以根据三颗卫星到达的韶光差算出经纬度和高度。
其余更绝的是还可以根据多普勒频移算出自身移动的速率,因此GPS能给出四个信息,经度、纬度、高度和速率,当然也包括方向,实现它须要有两个环境:
1、足够多的卫星,担保随时有卫星经由头顶;
2、有一个吸收旗子暗记的客户端,将旗子暗记解算出来;
常见的GPS定位中国的北斗以及欧洲的伽利略和俄罗斯的格洛纳斯,以GPS为例,最早的操持是放置24颗卫星,支配在120度的6个轨道面上,每个轨道上有4颗卫星,卫星高度20180千米,那么环球“任何”位置都可以同时“看到”6~9颗卫星。
“看到”的卫星越多,定位精度也越高,最早时的粗码精度即可达到100米,精码的精度可达10米,不过这个方案后来改成了互成120度的6条轨道上有21颗运作卫星和3颗备份卫星的方案,定位卫星数量变革,但紧张架构并没有改变。
客户端芯片解算事理
从理论上来看,客户端要解算本身的位置须要知道几个信息:
1、发射旗子暗记的卫星位置;2、旗子暗记抵达韶光;3、多普勒频移;卫星在头顶飞,位置随时都在改变,比如像GPS卫星大约一天绕2圈多一点,每个地方每个时候的卫星过顶是不一样的,因此你的手机里就必须要有一份你所在位置的“星历”,这不是科幻片中的恒星纪元,而是你头顶过顶卫星的目录与韶光轨道等信息。
它的更新办法有几种,一种是通过GPS卫星发送的旗子暗记更新,这个由于码率很低,更新速率很慢,长的须要半个小时,还得开阔地带,短的也须要十多分钟,当然也可以通过地面站更新,或者通过网络更新,这个就很快了。
另一个则是韶光戳,如果你的手机韶光和卫星差一秒,那么电磁波旗子暗记便是30万千米,定位就标到月球上去了,以是须要有一个高精度的授时,当然卫星就须要一台原子钟来达到这个哀求,将授时旗子暗记调制进去。
当对好了时钟的手机吸收到旗子暗记时就可以解算所在位置了,其余根据不同卫星旗子暗记发过来时的多普勒频移还可以解算出运动速率和方向。
在这里必须要提醒下,由于卫星和客户端所在位置的引力差异以及高速运动的速率差异,两者时钟存在偏差,如果不改动的话,几天后这个精度就会给你定位到几公里以外,以是必须要根据相对论效应改动,这也是爱因斯坦的相对论的证明方法之一。
客户端定位芯片组,是本钱增加的根源
定位芯片装在手机里对吸收到的旗子暗记处理、改动偏差、以及解码等的芯片组,它一样平常包含如下几个部分:
RF射频芯片基带芯片核心CPURF射频芯片便是通过固定频率(即频点)吸收或发射旗子暗记,基带芯片则是用来合成即将发射的基带旗子暗记,或对吸收到的基带旗子暗记进行解码,基带算法是影响定位精度的核心成分之一。CPU这是核心打算部分。
由于各家定位系统的频率与编码办法都差异很大,因此须要有各家的定位芯片来支持,当然一个定位芯片组中,比如RF和基带等可能须要独立,但CPU或可能共用,或者将支持多个定位的芯片集成,以降落整体本钱。
定位旗子暗记会受到很多影响,比如电离层变革等这些在发射、传输、吸收过程中产生的偏差,一样平常有以下几种办法:
星历偏差、卫星时钟精度、相对论效应、电离层折射、对流层折射以及多路径效应和天线相位等,有时乃至会造成芯片无法结算,一样平常此时软解算就会接入赞助乃至替代芯片打算。
目前环球盛行的定位系统是GPS、北斗、伽利略和格洛纳斯,像印度这种很多人都没听说过的的定位芯片很少有厂商支持,因此必须在芯片上做出相应的设计才可以,这就大幅增加了本钱。
目前包括苹果、三星以及小蜜和Oppo等手机都在发愁如何知足印度的需求!
只管路透社宣布称印度政府规定加装NavIC系统的时限是2023年1月,但印度媒体称政府并没有确定详细的时限,还在与业内进行切磋,人士称加装NavIC的时限是2025年1月。
上文大略解释了定位系统的事理,四大定位系统大家都知道,但彷佛大家都没听说过所谓的NavIC的印度定位系统,这个到底是什么鬼?
NavIC的定位系统的全称是IRNSS,这是印度区域导航卫星系统的缩写,只涵盖印度及其周围延伸1,500公里(930 英里)的区域,未来将扩展到南纬 30 度线到北纬 50 度线包围的矩形区域之间和东经线30度到东经线130度,边界外1,500–6,000公里的区域。
该系统统共有7颗卫星+两颗备用星组成,之以是可以只对印度做事是由于这种卫星采取了一个非常奇怪的轨道,叫做倾斜地球同步轨道卫星,它和静止卫星一样的是其高度都在3.6万千米旁边,但其倾角却并不是靠近零度,而是35700 x 35873 千米,倾角为29.3°,它的星下点是一个以南北纬29.3°为限的8字形。
或者以莫尼亚轨道的办法,让一颗卫星在一天中的大部分韶光都处在某地视角范围内,不过那种卫星比较适宜通信卫星但却不适宜导航卫星,由于它的星历数据实在有些繁芜。
紧张为加拿大做事的莫尼亚轨道卫星
中国的北斗卫星定位早期方案采取的也是倾斜地球同步轨道卫星,这种定位可以用很少的卫星就可以为区域定位做事,在定位系统起步测试事理或者技能验证时可以用最少的本钱完成测试事情。
但缺陷也是显而易见的,这种轨道增加再多的卫星也只能是区域性的,要环球性必须是中地球卫星轨道,而且倾角必须在50多度以上,否则这个定位卫星群无法为高纬度定位,比如GPS定位能覆盖环球98%的区域,北斗和伽利略以及格洛纳斯也是环球性的。
印度的定位系统也是经历了美国的卡脖子事宜,由于1999年5月印度和巴基斯坦在卡吉尔地区发生冲突,印度向美国寻求GPS定位旗子暗记支持,结果美国以技能问题谢绝了印度的要求,从此开始,印度起誓要搞出印度的定位系统,这就时IRNSS产生的的背景。
2013年7月1日,IRNSS-1A卫星升空,印度的IRNSS定位系统开始培植,到2016年3月10日,印度的定位系统基本建成,八颗卫星中的三颗位于地球静止轨道(GEO) 中,经度为32.5° E、83° E和131.5° E,间隔地球表面约36,000公里。
别的五颗卫星处于倾斜地球同步轨道(GSO)。个中两个在55° E穿过赤道,两个在111.75° E穿过赤道,这些卫星组成了印度的定位系统,不过在2016年时IRNSS-1A卫星的铷原子钟失落效,卫星彻底报废,后来在2018年补发了一颗。
印度这种办法还是比较务实的,只是非环球性的,而且投入利用不久,性能也不稳定,目前利用范围有限,紧张用在公共交通的定位、磨难预防等领域上,支持IRNSS的芯片还没有形成家当链,价格比较贵,以是这才是苹果、三星、小米和OPPO这些手机头疼的大问题。
当然莫迪政府也希望通过推进IRNSS系统推进本土的定位家当,印度十几亿人口的手机利用量大概多,当然印度希望在未来盘踞周边国家的定位市场,不过在环球定位的GPS和北斗以及伽利略的围剿下,印度这个希望可能要破灭了。
参考:
https://www.thehindu.com/sci-tech/technology/no-timeline-fixed-for-rolling-out-home-grown-gps-alternative-clarifies-govt/article65940741.ece
#我在头条搞创作第二期#