Nauwkeurige locatiebepaling met L1+L5 GPS op Apple Watch Ultra en iPhone 14 Pro
De Apple Watch Ultra, de iPhone 14 Pro of nieuwer zijn door Apple voorzien van een nauwkeurige L1+L5 dual‑frequency gps-ontvanger. Deze dual-frequency gps zorgt er niet alleen voor dat work-outs veel nauwkeuriger vastgelegd worden, ook is de gps-ontvangst vele malen beter.
Wat zijn de voordelen van L1+L5 GPS in een iPhone of Apple Watch Ultra en komt deze functie ook op het Europese continent beschikbaar? In dit artikel leggen we het uit hoe de nauwkeurige locatiebepaling met L1+L5 werkt.
Hoe werkt GPS?
GPS staat voor Global Positioning System en dat is ook de naam die wordt gegeven aan het satellietnavigatiesysteem dat eigendom is van de Amerikaanse overheid. Sinds de lancering van het Amerikaanse GPS-systeem hebben Europa, China, Rusland, India en Japan ook hun eigen GPS-systemen gebouwd. Deze bestaan uit een aantal satellieten (een zogenaamde constellatie) die in een baan om de aarde cirkelen. Op dit moment zijn de onderstaande wereldwijde satellietnavigatiesystemen operationeel.
- Galileo (Europa / 24 satellieten)
- GPS (Verenigde Staten / 31 satellieten)
- BeiDou (China / 35 satellieten)
- GLONASS (Rusland / 22 satellieten)
- NavIC (India / 7 satellieten)
- QZSS (Japan / 5 satellieten)
Het satellietnavigatiesysteem werd in de eerste plaats ontworpen voor militair gebruik, maar vond ook snel hun weg naar de gewone civiele toepassingen. Eerst in de vorm van standalone navigatiesystemen zoals TomTom, later werd de ontvanger toegevoegd aan mobiele apparaten. De iPhone en Apple Watch kunnen gebruikmaken van het GPS, GLONASS, Galileo, QZSS en BeiDou satellietnavigatiesysteem.
Doordat er meerdere satellietnavigatiesystemen om de aarde cirkelen kan er altijd van positiebepaling gebruik worden gemaakt. Mocht bijvoorbeeld het Russische GLONASS 'spontaan' niet meer werken, dan wordt er automatisch gebruikgemaakt van de andere systemen. Ook de manipulatie van de ontvangen gegevens wordt hiermee voorkomen. Bij het bepalen van een locatie met satellietnavigatie kunnen de gegevens van meerdere systemen met elkaar vergeleken worden en afwijkende posities door manipulatie worden gedetecteerd.
De satellieten zenden signalen uit op verschillende frequenties, ook wel banden genoemd. Er zijn verschillende banden waarop GPS-satellieten kunnen zenden, afhankelijk van het systeem.
Wat is GPS L1 en L5?
De Apple Watch Ultra en iPhone 14 Pro hebben ondersteuning voor de L1 en L5 banden van het GPS (Amerikaanse) satellietnavigatiesystemen.
L1 is het oudste van de GPS-signalen en is opgebouwd uit twee verschillende signalen. De Coarse/Acquisition code (C/A) voor civiel gebruik en de precisiecode (P-code) voor alleen militaire doeleinden.
Het L1 signaal is betrouwbaar, zeer nauwkeurig en wordt veelvuldig toegepast in allerlei apparaten. Het signaal heeft wel een beperking, zo gaat deze niet zo goed door obstakels heen. Gebouwen en dichte bebossing kunnen het signaal verzwakken of zelfs blokkeren. Daarnaast worden de GPS-signalen ook weerkaatst door gebouwen of muren, wat kan leiden tot zogenaamde multipath-fouten.
Het GPS signaal is afkomstig van satellieten die 20.000 kilometer boven je hoofd rondcirkelen. Hierdoor zijn er veel factoren die een rol kunnen spelen in de ontvangst van het signaal. Niet alleen gebouwen maar ook zaken zoals atmosferische omstandigheden kun het signaal verstoren.
L5 is een nieuwer signaal dat is ontworpen om veel van de zwakke punten van het L1-signaal te verhelpen. Dit wordt bereikt door een verbeterde signaalverwerking die foutieve gegevens kan verwijderen.
L1+L5 voor meer nauwkeurigere locatiebepaling
De L5-band heeft een sterker vermogen en hogere nauwkeurigheid, maar het belangrijkste voordeel is de mogelijkheid om gereflecteerde signalen die multipath-fouten veroorzaken te detecteren.
Zodra de L1 + L5-banden zijn ingeschakeld, identificeert de ontvanger de ongewenste gereflecteerde signalen en zorgt ervoor dat deze de positiebepaling van je apparaat niet beïnvloed. Hierdoor wordt het ontvangen signaal veel nauwkeuriger in stedelijk gebied.
L1+L5 compatible met het Europese Galileo GPS systeem
Het GPS signaal van het Amerkaanse GPS systeem en het Europese GPS systeem (Galileo) zenden de signalen uit op dezelfde frequentie. De benaming van L1 en L5 zijn wel verschillend, bij Galileo is dat E1 en E5.
Het europese E5 is volledig operationeel omdat er genoeg satellieten zijn die het signaal richting de aarde sturen. Het Amerikaanse systeem is nog in de fase "pre-operationeel" omdat er nog niet genoeg satellieten beschikbaar zijn met het L5 signaal
Voor de meeste mensen is de gewone oude L1 GPS meer dan voldoende. Het is meer dan nauwkeurig genoeg in de meeste omstandigheden. L5 levert vooral een nauwkeurige locatiebepaling in stedelijke en bosrijke omgevingen.
| Auteur | Richard IJzermans | |
| Bijgewerkt | 28/03/2024 09:26 | |
| Categorie | Apple Watch, iPhone, Uitleg | |
Reacties
Graag wil ik weten hoe nauwkeurig de metingen zijn uitgedrukt in cm, zowel van GPS als Galileo. Welke manieren zijn er om de nauwkeurigheid te optimaliseren? Via referentiepunten?