看轨迹、计算距离和配速是跑者日常的基本需求，相信不少人也有遇到明明绕着跑道跑步，却发现轨迹飘了、距离不对的情况，这其实与GPS定位密不可分。

 

提到定位我们就会想到GPS（Global Positioning System），也就是全球定位系统，它是由美国建设的定位系统，与我国的北斗、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo、日本的QZSS统称为全球五大卫星导航定位系统。关于GPS有5个跑者不得不知的问题：

1、GPS的准确度如何？                                    

 GPS 卫星以一定的精度在太空中广播其信号，但接收的内容取决于其他因素，包括卫星几何形状、信号阻塞、大气条件和接收器设计特征/质量。

       2020 年 10 月 1 日至 12 月 31 日 GPS 水平位置误差读数的直方图，峰值低于 1 m，显示 95% 样本的线位于或低于 1.82 m

支持 GPS 的智能手机通常可以精确到开阔天空下 4.9 m（16 英尺）半径范围内。然而，准确性在建筑物、桥梁和树木附近会变差。

 

高端用户可以通过双频接收器（就是例如GPS+北斗，或是GPS+GLONASS等俗称的双星系统）和（或）增强系统（DGPS或是地面站）提高 GPS 精度，实现几厘米内的实时定位甚至毫米级的长期测量。

2、为什么 GPS 有时会显示错误的位置？

产生错误的原因有很多，常见原因包括：

（1）大气层、建筑物、桥梁、树木等造成的卫星信号阻塞与延迟效应。

（2）在室内或地下室使用；

（3）从建筑物或墙壁反射多次后的多径效应

GPS 信号被建筑物遮挡和反射，所以在高楼附近跑步，对GPS的准确度确实是很大的考验！

 

不太常见的原因可能包括：

 

（1）无线电干扰；

（2）大范围的太阳风暴；

（3）卫星维护/机动造成暂时的覆盖空白；

（4）不符合 GPS 接口规范、设计不当的设备

 

此外，设备的 GPS 硬件工作正常，但其地图软件出现以下故障也会出现问题：

（1）地图绘制错误；

（2）企业名和其他地点名称错误；

（3）缺少道路、建筑物、社区等信息；

（4）估算出的街道地址不正确。

 

事实上，用户一般会接收到多个伪范围，伪范围上标记了用户范围错误（URE），它是测距精度的量度。为了计算用户的位置，GPS 设备会测量其与多个 GPS 卫星的距离。用户精度则显示为围绕用户的圆圈，是指设备计算出的位置与事实的接近程度，以半径表示。

3、军用GPS比民用GPS更准确吗？

空间 GPS 信号的用户距离误差（URE）对于民用和军用 GPS 服务实际上是相同的。然而，当今大多数民用设备只使用一个 GPS 频率，而军用接收器则使用两个。

 

使用两个 GPS 频率可以通过校正由地球大气层引起的信号失真来提高准确性。双频 GPS 设备目前已经商用并可用于民用。

以首发“双频五星”的华为WATCH GT Runner为例，“双频”意味着可以校正由地球大气层引起的信号失真，实现更高的信号抗干扰能力与更准确的定位。“五星”意思就是支持GPS、北斗、GLONASS、Galileo、QZSS五大卫星系统，多种导航系统的定位联合进行对比校准，也意味着更高的测量精度，二者共同有效提升了室外定位信号强度、稳定性，抗干扰性能更强，运动轨迹也更加准确。

4、GPS的速度精度如何？

与定位一样，GPS 的速度精度取决于许多因素。在理想状态下，卫星会在任何 3 秒间隔内以 95% 的概率提供全球平均用户距离率误差 (URRE) ≤0.006 m/sec 的太空 GPS 信号。

 

但是，GPS信号很难不受其他因素的影响，如卫星几何形状、信号阻塞、大气条件和接收器设计特征和质量等，所以，选择一款较好的接收器（对于跑者来说就是智能运动手表）以提高速度精度是很有必要的。

5、GPS的计时精度如何？

   GPS 时间传输是将时钟和网络与协调世界时 (UTC) 同步的常用方法。假定在固定位置使用专门的时间传输接收器，通过太空中的 GPS 信号分发，95% 的时间相对于 UTC(USNO) 的时间传输精度≤30 纳秒（十亿分之一秒）。  

总结

总而言之，设计合理的双频五星智能运动手表确实能够获得更好的定位精度。同时，跑者们也应该尽量避免在建筑物、桥梁、树木较多的地方或者室内、地下室等容易阻塞信号的地方使用智能运动手表，以提高跑步定位和轨迹等相关数据的准确性。

 

跑友们，你用的什么跑表？你的GPS轨迹会飘吗？

参考资料：https://www.gps.gov/systems/gps/performance/accuracy/