前幾天講到 Google 搜尋的時候，我又想到一個每天都會用到的東西
也就是GPS

平常出門的時候，我們只要打開 Google Maps 或蘋果手機自帶的地圖App
手機很快就會顯示 我現在在這裡 📍
但我以前其實完全沒有想過
手機到底怎麼知道我在哪裡？
它又沒有真的看到我
難道手機裡面有一個小人一直跟著我嗎 😂

所以今天就來研究一下
GPS 到底是怎麼知道我們在哪裡的？

一、GPS 是什麼？
GPS 的全名是 Global Positioning System
中文叫做全球定位系統

簡單來說
它是一套可以協助我們判斷位置的衛星定位系統
我們平常用手機導航、查地圖、叫車
很多時候都會用到定位功能
但 GPS 並不是手機自己產生位置
而是手機接收來自衛星的訊號
再透過相關計算來推算自己所在的位置

二、天上的衛星怎麼知道我在哪裡？
其實不是衛星在看我們
而是衛星會持續發送訊號
手機接收到這些訊號之後
就可以根據訊號傳送過來所需要的時間等資訊
計算自己和衛星之間的大約距離

這裡最重要的一點就是
手機需要知道自己和衛星之間的距離
但只知道一顆衛星的距離
其實還不能準確知道自己在哪裡
因為符合這個距離的位置可能有很多
所以通常需要接收到多顆衛星的訊號

三、為什麼需要很多顆衛星？
可以用一個很簡單的方式想
假設有人告訴我 你距離我 10 公里
那我在哪裡？ 其實不知道
因為只要是在距離他 10 公里的範圍內
都有可能是我的位置

如果再有另一個人告訴我
你距離我也是 10 公里
兩個範圍交會之後
可能的位置就會縮小很多
再加入更多資訊
就可以更精確地找出我的位置

GPS 的概念就有點類似這樣
只是實際上會使用更精密的計算
這個過程通常稱為 三角定位或更精確地說是三邊測量相關的定位概念

四、那手機為什麼可以這麼快找到位置？
因為手機不是只有 GPS 這一種定位方式
現在的手機通常會綜合很多不同資訊來協助判斷位置

例如

• GPS 等衛星定位系統
• Wi-Fi
• 行動網路基地台
• 裝置本身的感測器

所以我們打開地圖 App 的時候
手機可能會綜合這些資訊
讓定位速度和準確度更好

五、為什麼有時候 GPS 會不準？
這個應該很多人都有遇過
例如我人在室內
打開地圖之後
位置點可能一直飄來飄去
甚至顯示的位置跟實際位置有一點差距

這是因為衛星訊號在室內、高樓林立的地方或其他環境下
可能會受到遮蔽或干擾
導致定位變得比較困難

所以有時候不是手機壞掉
而是它收到的定位資訊沒有那麼理想

六、GPS 是不是只有手機才會用？
其實不是！！

GPS 和其他衛星定位系統的應用非常廣
像是汽車導航、飛機和船舶導航、物流追蹤、運動手錶、外送與叫車服務
甚至農業、測量等工作也會使用衛星定位技術

所以我們每天看到的📍
背後其實是一套非常重要的技術

七、Google Maps 是不是只有 GPS？
這也是我今天比較意外的地方
以前我會覺得
Google Maps 約等於 GPS
但其實沒有這麼簡單

地圖 App 除了取得位置之外
還需要結合地圖資料、道路資訊、交通狀況等其他資料
才能做到我們平常看到的導航功能

例如我今天輸入我要去台北車站
App 不只是要知道我現在在哪裡
還要知道台北車站在哪裡
接著計算兩個位置之間可以怎麼走
如果是開車
還可能需要考慮道路和即時交通資訊
所以 GPS 其實只是整個導航系統中的其中一部分

八、心得
以前我使用地圖 App 的時候
看到座標點就覺得很理所當然
但今天才知道
原來手機需要接收衛星訊號
再搭配其他定位資訊和計算
才能大概知道自己現在的位置
而且我們每天用的導航
也不只是單純靠 GPS
還有地圖、道路、交通等很多資料一起運作
所以一個看起來很簡單的📍
背後其實做了不少事情

⸻

明日預告

今天知道手機怎麼知道我在哪裡之後
我又想到另一個很常看到的東西
QR Code
我們去餐廳掃 QR Code 看菜單
付款的時候掃 QR Code
活動報到也會掃 QR Code
但一個小小的黑白方格
到底是怎麼放進這麼多資訊的？

下一篇就來研究：

「QR Code 到底是怎麼裝進這麼多資訊的？ 📱」