为什么城市里GPS总失灵？科学家用巧妙方法解决了这个问题

当你在陌生城市行走并用手机导航时，有时会感觉位置像在跳跃，明明自己走得稳稳的，地图却显示你跳到了几米外。这种现象在高楼林立的城市中尤为常见，被称为‘城市峡谷’问题。挪威科技大学（NTNU）的博士生阿尔达希尔·穆罕默迪解释说，玻璃和混凝土建筑会让卫星信号来回反射，高大建筑还会遮挡信号，导致接收器计算位置时出现误差。这不仅影响手机导航，更关系到自动驾驶汽车的安全——精准定位是它们能否安全行驶的关键。

为解决这一难题，穆罕默迪团队开发了名为SmartNav的新系统。它不依赖昂贵的外部校正服务，而是结合多种技术提升普通GPS接收器的精度。传统GPS通过接收至少四颗卫星的无线电信号来确定位置，每颗卫星发送包含自身位置和时间信息的编码信号。但在城市中，这些编码信号经建筑物多次反射后延迟到达，造成定位不准。

研究团队的第一个创新是放弃容易出错的编码，转而利用无线电波本身的‘载波相位’信息。这种方法精度极高，但需要较长时间稳定接收，不适合移动中的设备。另一种现有方案RTK虽能实时校正，但依赖密集基站网络，成本高昂，主要用于专业领域。

真正的突破来自谷歌的一项新服务。谷歌已建立近4000个城市的3D建筑模型，可用于预测信号在楼宇间的反射路径。当用户使用谷歌地图时，系统结合传感器、Wi-Fi、移动网络和3D模型，生成更平滑、准确的位置估计，避免出现‘走在马路另一边’的错觉。

NTNU团队将谷歌的模型与一种叫PPP-RTK的免费校正技术结合，并加入自研算法。PPP-RTK无需本地基站，通过卫星直接广播校正数据，大幅降低成本。在特隆赫姆市的测试中，该系统90%的时间定位误差小于10厘米，达到自动驾驶可用的可靠精度。这意味着未来大众市场的手机和智能设备也能实现高精度导航，让城市出行更安全、顺畅。