GPS -「通过太空信号测量位置的技术」
用 Google 地图导航、玩 Pokémon GO 四处走动、在 Instagram 上添加位置信息——这些都得益于 GPS。GPS（Global Positioning System）是一种利用地球上空约 2 万公里处飞行的人造卫星发出的信号来确定自身位置的技术。
GPS 最初是美国军方开发的军事技术，1983 年向民间开放。目前有 31 颗 GPS 卫星环绕地球运行，全球任何地方都可以免费使用。
GPS 的工作原理 - 3 颗卫星即可定位
GPS 的原理其实很简单：
- GPS 卫星通过无线电波发送「当前时间」和「自身位置」
- 手机接收来自多颗卫星的信号
- 根据信号到达的时间计算到各卫星的距离
- 知道到 3 颗以上卫星的距离后，就能通过三角测量原理确定自身位置
实际上会使用 4 颗以上的卫星。第 4 颗用于校正时间偏差。GPS 卫星搭载了原子钟，1 秒的误差会导致 300 米的位置偏差，因此时间的精确性极为重要。
GPS 的精度 - 有多准确？
| 环境 | 精度 |
|---|---|
| 室外（开阔地带） | 约 3-5 米 |
| 城市（建筑物之间） | 约 10-30 米（建筑物反射导致精度下降） |
| 室内 | 几乎无法使用（卫星信号无法到达） |
| A-GPS（结合 Wi-Fi/基站） | 约 1-3 米 |
手机不仅使用 GPS，还结合 Wi-Fi 接入点和移动基站的信息来确定位置。这被称为「A-GPS」（Assisted GPS）。互联网如何知道你的位置一文中有详细解释。
GPS 以外的卫星定位系统
GPS 是美国的系统，但其他国家也拥有自己的卫星定位系统。
| 系统 | 国家 | 卫星数量 |
|---|---|---|
| GPS | 美国 | 31 颗 |
| GLONASS | 俄罗斯 | 24 颗 |
| Galileo | 欧盟 | 30 颗 |
| 北斗 | 中国 | 35 颗 |
| 准天顶（QZSS） | 日本 | 4 颗 |
最新的智能手机通过同时使用多个系统来实现更精确的定位。
GPS 与隐私
GPS 虽然方便，但位置信息是非常敏感的个人信息。
- 照片中的位置信息：用手机拍摄的照片可能嵌入了 GPS 坐标。发布到社交媒体上可能导致住址被确定
- 应用的位置权限：地图应用需要位置权限，但游戏和社交媒体建议限制为「仅在使用时」
- 位置历史记录：Google 地图的时间轴记录了所有过去的移动历史。如果不需要，可以在设置中关闭
请检查手机隐私设置，重新审视位置信息的共享范围。
GPS 的意想不到的用途
- 农业：拖拉机自动驾驶，以厘米级精度耕作农田
- 地震观测：通过 GPS 检测地面的微小移动，捕捉地震前兆
- 运动：跑步手表精确记录跑步距离和配速
- 时间同步：银行交易系统和移动基站使用 GPS 的原子钟进行时间同步
想更深入了解 GPS 工作原理的读者，推荐阅读GPS 原理相关书籍。在 IP 确认酱还可以体验通过 IP 地址估算大致位置的功能。