Non è un segreto che una delle nostre funzionalità preferite è la possibilità di utilizzare il GPS per la navigazione e per il tracciamento delle attività fisiche, sia dal nostro polso che tramite lo smartphone. Ma il GPS è già preciso. Allora, qual è la necessità del GPS a doppia banda di frequenza utilizzato sia da Amazfit (su GTS 4, GTR 4 e Falcon) che più recentemente da Apple (in realtà anche da Xiaomi a partire dal Mi 8)?
Le indicazioni turn-by-turn sull’app di navigazione sono il risultato di un segnale GPS ricevuto da un satellite. Come tutti i segnali elettronici, anche il GPS funziona su un determinato sistema di frequenza. La gamma di frequenze su cui opera il segnale è chiamata banda di frequenza e ne esistono di diverse.
GPS a doppia frequenza: L1 e L5
Oggi, la maggior parte dei sistemi GPS opera su una singola banda di frequenza, chiamata banda L1 (ne parleremo più avanti). Ora, per aumentare la precisione della posizione, è possibile creare un dispositivo per utilizzare una banda di frequenza aggiuntiva. Questo è chiamato GPS a doppia frequenza. Ma esaminiamo in dettaglio la differenza tra GPS a frequenza singola e doppia.
La differenza più evidente è che un GPS tradizionale a frequenza singola offre precisioni fino a 5 metri, mentre un GPS a doppia frequenza può offrire precisioni di un centimetro. Come accennato in precedenza, la maggior parte dei dispositivi a frequenza singola utilizza la banda L1 da anni ormai. E il più grande limite della banda L1 è che il suo segnale non può bypassare oggetti alti, distorsione atmosferica o persino fogliame denso nel percorso. Questo porta a imprecisioni.
È qui che il sistema a doppia frequenza si dimostra efficiente. Apple ed Amazfit utilizzano la banda L1 insieme alla banda L5 nel sistema dual-band per superare i limiti descritti precedente. Anche se avrebbe più senso utilizzare il segnale L5 da solo per una maggiore precisione GPS, non è possibile. La banda L5 è attualmente nella sua fase pre-operativa. Quindi, vengono combinate L1 e L5 per offrire il meglio senza intoppi.
Come funziona la banda L5 nel GPS a doppia frequenza
La banda L5 ha molti vantaggi rispetto alla banda L1, come una maggiore potenza e una maggiore precisione, ma uno dei principali vantaggi è la sua capacità di rilevare segnali riflessi indesiderati causati da errori multi-percorso. Quindi, una volta che le bande L1 + L5 sono in azione, algoritmi particolari identificano i segnali indesiderati e assicurano che non influiscano sulle informazioni di uscita.
Un altro parametro che dobbiamo conoscere è il chip rate, il numero di impulsi al secondo trasmessi o ricevuti. La frequenza del chip delle bande di segnale L5 è quasi dieci volte maggiore delle bande di segnale L1. La capacità di riduzione degli errori è direttamente proporzionale al chip rate. Pertanto, gli errori e il rumore vengono ridotti di dieci volte quando viene utilizzata una banda L5.
Insomma, il GPS a doppia frequenza non porta che benefici a un sistema in uso da diversi decenni. L’unico svantaggio potrebbe essere nel prezzo dei chip di nuova generazione ma questo è un qualcosa che andrà scemando nel corso degli anni.