新型 GPS 接收器提供精确到英寸的导航

GPS 非常擅长定位人的位置，通常误差只有几米。如果你使用 GPS 进行驾车导航，那么这没什么问题，但如果你是一名无人机操作员，你可能希望更精确地导航，因为几英尺的误差可能意味着在建筑物之间飞行和撞上建筑物之间的差别。由 Swift Navigation 创建的 Piksi（发音为“pixie”）GPS 接收器可以为无人机提供精确到英寸的 GPS 信号。该项目已经在 Kickstarter 上获得了其初始资金目标的近六倍。

Swift Navigation 的创始人 Fergus Noble 和 Colin Beighley 在无人机方面经验丰富，特别是在风筝上安装风力涡轮机方面。了解风筝在绕圈飞行时的准确位置非常重要，因为风筝将自主飞行数月，需要自行纠正回到指定路线，以防万一偏离轨道。准确知道​​它的位置（误差在几英寸以内）比偏差几英尺要好得多。对于一些绕圈飞行的小型原型机来说，这是一个特别迫切的需求，其误差并不比常规 GPS 误差大多少。

不幸的是，现有的追踪此类风筝的技术非常昂贵。例如，行业刊物《GPS World》将 Sokkia GRX2 列为一种低成本的可能性，其价格为 14,500 美元。对于五角大楼或埃克森美孚来说，这可能是低成本的，但对于其他大多数人来说，这有点昂贵。面对这种情况，Noble 和 Beighley 开始创建自己的版本。

Piksi 是一种实时动态 (RTK) GPS 接收器，最好反过来解释。接收器部分意味着它从地球轨道上的卫星接收信号。这些卫星将自己在轨道上的位置信号连同时间特征一起发送到地球。接收器使用来自四颗或更多卫星的信号来精确定位地球上的某个位置。信号在地球上重叠的地方就是接收器所在的位置，这就构成了 GPS 系统。然而，传输信号的波的大小意味着重叠点有几英尺。

RTK 的工作原理是，传输的代码长度与承载信号的波的长度存在差异。信号本身以波的形式传播，位置信息以 985 英尺长的段编码。组成该代码的波比整个代码小得多，每个波的峰到峰之间的距离约为 7.5 英寸。

Piksi 会利用这些信息进行更精确的测量。在与另一个 RTK 接收器通信时，RTK GPS 系统（如无人机上使用的系统）会比较参考点和系统本身之间的波长差异。由于参考点是已知位置，这种波长交叉检查与巧妙的算法相结合，可让 RTK 接收器将位置精确到几英寸以内。

为了使这个聪明的系统仅售 900 美元，Piksi 使用了开源软件和双接收器检查系统。更便宜的商用处理器也有助于降低成本。Noble 还告诉《大众科学》 ，竞争对手成本高的另一个原因很简单，“市场可以承受”。石油公司和军事客户的预算高达数十亿美元，数千美元的价格几乎不值得一提。

对于现实世界的应用，想象一下一个喷洒农药的机器人，它可以低空飞行，并精确地飞过每一行玉米地，或者一个小型无人机可以像信鸽一样精确地将包裹从一个屋顶运送到另一个屋顶。

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