平時你拿起手機看一眼GPS定位器，整個過程感覺不到一秒鐘。但你有沒有想過，那條衛星信號從兩萬公里外的太空一路狂奔到你這臺巴掌大的設備上，中間到底經歷了哪些波折？

首先是信號本身的強度就低得離譜。GPS衛星的發射功率折算下來，大概相當于一顆幾十瓦的普通燈泡從兩萬公里外照過來的亮度。等信號穿越整個大氣層到達地面的時候，強度已經衰減到比周圍環境中無處不在的背景電磁噪聲還要微弱。定位器之所以還能從中準確提取出有用的導航數據，靠的是一項叫擴頻通信的關鍵技術，它通過特殊的偽隨機編碼序列，像大海撈針一樣把被噪聲淹沒的微弱信號精準識別出來。

信號穿越大氣層的過程中還要經歷雙重考驗。高層大氣的電離層里有大量帶電粒子，會改變信號的傳播速度；低層的對流層里有水汽和溫度的不均勻分布，會造成信號路徑的微小彎曲和折射。這兩重干擾如果不做任何修正，最終累積的定位誤差能達到好幾米，在城市里導航的時候就夠你受的了。

還有前面反復提過的多路徑效應。信號可能先反射到旁邊的大樓玻璃幕墻上彈一下再到達你的天線，定位器面對的是一條被拉長了的"假信號"，它沒有辦法判斷這個信號是直達還是反射來的，解算出來的位置自然就會偏離真實坐標。部分高端定位器現在通過雙頻接收來對抗這些干擾，L1和L5兩個頻段的信號在大氣中受到的延遲不同，一比對就能反推出誤差值并消除。一條微弱的電磁波從太空穿越大氣層到達你的設備天線，這個過程本身就足以讓人感嘆現代通信技術的精妙之處。

了解了信號傳播的全過程，你會發現定位這件事其實處處都是技術的藝術。

轉自：互聯網