Смарт-часы впервые обеспечили сантиметровую точность навигации

Исследователи из Университета Отаго (Новая Зеландия) совместно с группой Android Context компании Google и Китайской академией наук добились впечатляющего прорыва в технологиях позиционирования. Они разработали алгоритм, который позволяет смарт-часам определять местоположение с сантиметровой точностью, что стало первым в мире случаем настолько точного позиционирования на носимых устройствах.

Традиционно сантиметровая точность требовала дорогостоящего профессионального GPS-оборудования для геодезии, строительства и инженерных работ, но теперь такая возможность становится доступной в довольно простых гаджетах. Разработанный учёными метод основан на использовании фазовых сигналов несущей от нескольких глобальных навигационных спутниковых систем, включая GPS, Galileo и другие.

Для сбора данных использовалось приложение Google GnssLogger, которое обеспечивает доступ к сырым GNSS-сигналам. Современные смарт-часы, оснащенные продвинутыми чипсетами и оптимизированным энергопотреблением, впервые позволили отслеживать такие сигналы без значительных ограничений. Сильнее всего точность позиционирования в смарт-часах снижали их довольно простые встроенные антенны и невозможность работать в нескольких диапазонах сразу. Тем не менее, поставленные в стационарных условиях эксперименты, в частности, непрерывное четырёхчасовое отслеживание местоположения смарт-часами, доказало, что им вполне по силам сантиметровая точность позиционирования.

В ходе тестов смарт-часы продемонстрировали стабильную сантиметровую точность позиционирования на протяжении всего периода наблюдения. Ранее такое было возможно только на ряде новых смартфонов. Возможность сверхточного позиционирования с помощью смарт-часов была проверена на нескольких устройствах Google Pixel Watch и Samsung Galaxy Watch, которые также сравнивались со смартфоном Google Pixel 5, на которых алгоритмы сверхточного позиционирования доступны уже несколько лет.

Добавим, в общем случае речь идёт о технологии RTK (Real-Time Kinematic) — методе дифференциальной обработки GNSS-сигналов, который позволяет достигать сантиметровой точности позиционирования в реальном времени. На смартфонах, особенно на Android, это стало возможным благодаря API для обработки сырых GNSS-данных (с Android 7.0+), который предоставляет доступ к ряду специальных данных и фазовым измерениям несущей. Разработки фокусируются на многосистемных (multi-GNSS) и двухчастотных (dual-frequency) режимах, используя сигналы GPS Galileo, BeiDou и QZSS. Но в случае смарт-часов алгоритм справился в условиях одночастотного режима.

Представленные возможности открывают путь к широкому применению высокоточного позиционирования в носимых устройствах для задач дополненной реальности, мониторинга здоровья и навигации. По словам учёных, «это только начало того, чего может достичь высокоточное позиционирование в носимых гаджетах». Результаты опубликованы в журнале GPS Solutions, где обо всём рассказано со всеми необходимыми подробностями.