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Apple Watch团队专访:GPS不起眼,但它几乎决定一切

发布于:2024-06-21 编辑:匿名 来源:网络

如果你不是一个关注户外运动的人,你很难理解GPS在手表中的重要性。

年底,我在一家体育应用公司负责运营,经常收到用户的抱怨:“我居然能过湖?” “我的轨迹比周杰伦的轨迹更飘忽不定?” “明明跑了21公里,为什么要吞下去呢?” “我还有1公里,吐槽!”并不是软件算法不好,问题出在定位上——有些手机使用LBS基站定位,而不是更精确的GPS。

对于使用LBS基站定位的手机来说,只要信号塔覆盖的区域有信号塔覆盖,运营商就可以通过三角测量确定你的位置。

走出信号区怎么办?出现“人在海上奔跑”的漂流轨迹。

相比之下,GPS信号覆盖范围更广,只需要搜索4颗卫星即可实现定位,精度在10米左右。

手机结合了GPS和基站双重定位,算法可以呈现更精准的轨迹。

▲ Apple Watch Series 8 和 Apple Watch Ultra 两年后,Apple Watch Series 2 首次将 GPS 绑在用户的手腕上。

从这一代开始,不带手机出去锻炼已经进入了用户的生活。

经过七年的迭代,Apple Watch不再是一款简单的运动智能手表,GPS功能也从运动延伸到生活的方方面面。

GPS,关乎一切 当苹果产品营销总监 Eric Jue 向我介绍 Apple Watch 上的 GPS 时,他说:如今,Apple Watch 上的 GPS 关系到你一整天的信息,甚至可以拯救生命。

比如,一打开手表,就可以看到今天的天气状况;当您到达相应地点时,日历会提醒您相关的备忘录信息。

此外,当触发跌倒或车祸检测时,Apple Watch 会立即呼叫您的精确位置;而在开发者端口中,GPS也带来了很多好玩的体验。

回顾 Apple Watch 的演变,GPS 一直是缓慢但必要的一步。

虽然Series 2首次集成了GPS,但只是单模嵌入式设计,在建筑物密集的街道上仍然存在定位不准确的问题。

因此,2017年,苹果在Series 3上集成了GLONASS、Galileo和QZSS多星定位系统,以提高定位速度和精度。

然而,使用多星定位是一种折衷方案。

多星意味着这款手表上的电老虎更加贪婪。

▲ 图片来自unsplash。

当许多全程马拉松跑者佩戴 Series 3 记录跑步锻炼时,在到达终点线之前的第四个小时左右,Apple Watch 电量耗尽,无法再记录数据。

多星的必要性在于,当你走在CBD人烟稠密的街道上或者绿树成荫的城市公园里时,Apple Watch可以搜索到更多的卫星信号,从而加快卫星搜索的成功率。

同时,融合不同卫星的定位也可以消除一些不合理的信号。

至此,Apple Watch 的定位系统底层基础已经奠定。

▲念爱范儿还分享了Apple Watch Series 3的使用体验。

从Series 4到Series 7,苹果不再堆砌GPS硬件,而是从算法入手,融合传感器,在健康领域大放异彩。

例如,心率监测与GPS没有直接关系,但它经常与GPS技术结合使用。

通过 GPS 监测用户的位置、路线和距离,结合心率监测,Apple Watch 可以确定用户的运动状态。

在高强度运动过程中,如果用户的心率超过预设阈值,Apple Watch 就会发出警告消息,提醒用户避免过度运动或过度疲劳。

还有跌倒检测和碰撞检测。

拯救生命的关键一步是依靠 GPS 信号传输的坐标信息。

令我印象深刻的是碰撞检测。

去年,我们通过卡丁车碰撞测试了此功能。

在实验结束的一小时回程中,Apple Watch 仍然监控被击中者的位置,并继续向紧急联系人发送坐标信息。

Eric Jue 告诉我:GPS 能够融入到每一次 Apple Watch 体验中的主要原因是我们将硬件配置和软件体验无缝集成。

无论是查看天气、设置提醒,还是寻求帮助,Apple Watch 都离不开 GPS。

面对Apple Watch Ultra更苛刻的户外、更专业的运动,GPS的核心价值就更加凸显。

强化,应对极端。

去年9月,苹果推出了首款真正增强GPS的智能手表——Apple Watch Ultra,而这种增强还包括软件和硬件两方面。

在硬件层面,Ultra部署了双频GPS。

最早应用于智能终端的GPS有两个频率:公共使用的L1和军用的L2。

后来出现的L5频段是为了航空安全而开发的,是目前最先进的民用信号。

与L1相比,它更能抵抗多径效应,并且编码速度更快。

利用L5频段的优势,Ultra可以在更加极端的户外环境下获得快速快速的定位。

它还支持中国的北斗定位系统。

从可用卫星数量来看,目前全球有超过70颗可用于Ultra定位的在轨卫星。

▲ Apple Watch Series8 还支持北斗定位。

这也让苹果定位技术总监 Rob Mayor 在介绍 Apple Watch Ultra 的 GPS 升级时表现出了十足的信心。

越是具有挑战性的环境,越能凸显Apple Watch Ultra的定位能力。

在我的实际经历中,最明显的经历是在去年10月份。

戴着Apple Watch Ultra,我们徒步走进了云南西部的梅里雪山。

我们每天行走的路线环境复杂,有茂密的森林,也有只有碎石的无人区。

四天的行程,一路上几乎没有信号,但Ultra每天记录的轨迹却非常详细,你甚至可以看到我在休息点跑来跑去。

快速准确定位的另一面是软件调试。

Apple Watch Ultra 可以在设备上缓存 GPS 信息并保留长达一周。

这样就可以实现非常快速的定位。

由于它已经缓存在设备上,因此跳过了接收和解码卫星信号的复杂过程。

Rob Mayor表示,Ultra还继承了iPhone上的定位信号融合方式,结合了Wi-Fi和蜂窝等多种信号源,提高了其准确性。

例如,在GPS信号无法到达的室内区域,或者从室内到室外的环境变化时,缓存的定位信息还可以减少GPS信号突然中断对记录轨迹的影响。

为了让轨迹更加精准,苹果研究了运动融合算法。

Rob Mayor解释说:惯性传感器可以用来检测用户的运动动态,并确定他是在步行、跑步、骑自行车还是游泳。

然后将这些运动模式与 GPS 信息融合,以进一步微调健身数据和位置准确性。

不同的运动项目有不同的运动融合算法。

罗布·马约尔以跑步和游泳为例。

专业跑步者会关心手臂的摆动是否会影响GPS信号,从而影响跑步轨迹和姿势测量的准确性。

苹果识别出跑步姿势后,会使用相应的算法对记录的数据进行微调。

游泳记录是另一种方式。

Apple Watch团队专访:GPS不起眼,但它几乎决定一切

虽然水下没有GPS信号,但大多数人在户外游泳时都会选择自由泳。

在自由泳姿势中,他们的手臂有一半的时间会漂浮在水面上。

只要Apple Watch识别出你的游泳动作,一旦手表进入水面,它就会搜索星星并实时跟踪你的位置。

对于户外玩家来说,更精准的定位可以带来极大的信心。

一方面,轨迹和努力是一致的,无论是训练还是比赛,都能得到诚实的反馈。

另一方面,你的内心可以有最后的保护,遇到危险时可以自救。

Ultra推出的同时,指南针应用也进行了改造,增加了回溯功能。

回溯功能可以记录用户走过的路线,并在返回时实时引导找到原来的路径。

尤其是在没有信号的情况下,GPS会自动开启后台录音。

即使用户忘记手动开启,也可以按照自动记录的路线找到返回的路,确保安全下降。

我上个月在竹林里迷路了,也是采用回溯法寻找路线的用户之一。

为了应对这些更加极端的场景,GPS就成为了不可或缺的核心需求。

采访最后,Rob Mayor 表示:其实我们很早就开始研究 GPS 技术,每一代 Apple Watch 都有针对该功能的创新。

Ultra这个以定位能力为核心的产品的推出,是我们多年来在技术研究上积累的经验和创新的成果。

确实,苹果一直是一家不追求速度的公司。

正如库克在推出第一代 Apple Watch 后所说:我们不是第一家推出 MP3 播放器的公司,我们不是第一家推出平板电脑的公司,我们也不是第一家推出平板电脑的公司。

第一家智能手机公司。

但我们推出了第一款现代智能手机,我们还将推出第一款现代智能手表。

Apple Watch Ultra 当然不是第一款户外智能手表,也不是第一款部署双频 GPS 的手表。

但它保留了苹果的健康DNA,突破了智能手表中罕见的极限属性。

而这种传承和突破,离不开以GPS作为底层支撑的一切连接。

Apple Watch团队专访:GPS不起眼,但它几乎决定一切

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