专访Apple Watch团队：GPS虽不起眼，但险些决定统统

假如不是一个关注户外活动的人，你很难感知 GPS 在一块手表中的紧张性。

2014 年末，我在一家活动 app 公司负责运营工作，经常收到来自用户的吐槽：「我竟然会横穿湖面？」「我的轨迹比周杰伦还会漂？」「显着跑了 21 公里，凭什么吞我 1 公里，给我吐出来！」

不是软件算法差劲，题目出在定位上——一部门手机通过 LBS 基站定位，而非更为准确的 GPS。

使用 LBS 基站定位的手机，只要信号塔覆盖的地区，运营商就能通过三角定位确定你的位置。

走到信号地区外呢？就出现了「人在海上跑」的漂移轨迹。

相比之下 GPS 覆盖信号更广泛，只需搜索到 4 颗卫星，就能实现约 10 米精度的定位。手机连合 GPS 和基站双重定位，算法能出现出更精准的轨迹。

两年后，Apple Watch Series 2 第一次把 GPS 绑在了用户手腕上。

这一代起，出门活动不带手机进入了用户的生存。颠末七年迭代， Apple Watch 不再是一款简单的活动智能手表，GPS 作用的场景也从活动延伸到了生存的方方面面。

GPS，关乎统统

当苹果产物营销总监 Eric Jue 向我先容起 Apple Watch 上的 GPS，他说：

如今 Apple Watch 上的 GPS 关乎着你一整天的信息，以致包罗接济生命。

比如你一打开手表，就能看到本日的天气状态；走到对应的位置，日历就会提示你干系的备忘信息。

另有触发跌倒或车祸检测时，Appel Watch 会第一时间调用你的准确位置；另有在开辟者端口，GPS 也带来了很多好玩的体验。

回想 Apple Watch 的进化进程， GPS 不停小步慢跑但又很须要。

只管 Series 2 中初次集成了 GPS，但它只是单模嵌入的筹划，在楼宇麋集的街道上仍旧存在定位不正确的题目。以是，2017 年苹果在 Series 3 上整合了 GLONASS、Galileo 和 QZSS 多星定位体系，让定位速率和精度有所提升。

不外接纳多星定位是一种妥协，多星意味着这块手表上的电老虎更贪婪。

不少全程马拉松选手佩带 Series 3 纪录跑步活动时，跑到第四小时左右，人还未到达止境，Apple Watch 就电量耗尽，无法继续纪录数据了。

多星的须要在于，当你走在 CBD 密布的街道或是树荫遮挡的城中公园，Apple Watch 可以搜索更多的卫星信号，从而加速搜星乐成的速率。同时融合差别卫星的定位，也能剔撤消一些不合常理的信号。

至此， Apple Watch 的定位体系打好了底层根本。

从 Series 4 到 Series 7 ，苹果不再往 GPS 的硬件上堆料，而是从算法动手，融合传感器在康健范畴发光发热。

比如心率监测，它跟 GPS 不直接干系，但每每共同 GPS 技能一起使用。

通过 GPS 监测用户的位置、蹊径和隔断，连合心率监测，Apple Watch 可以判定用户的活动状态。在高强度活动时，假如用户的心率高出预设阈值，Apple Watch 会发出告诫信息，提示用户制止过分活动或过分疲惫。

另有跌倒检测与撞车检测，它们接济生命的关键一步，就是依靠 GPS 信号发射的坐标信息。

而且让我印象深刻的是撞车检测。

客岁我们用卡丁车撞击测试了这一功能，在实行竣事回程的 1 小时里，Apple Watch 依然时间监测被撞人的位置，并连续向告急接洽人发送坐标信息。

Eric Jue 对我说：

GPS 之以是能贯穿在 Apple Watch 的各项体验中，最重要的缘故原由在于我们会将硬件设置与软件体验无缝融合。

无论是检察天气、设置提示，照旧求救坐标，Apple Watch 都离不开 GPS 的支持。而在 Apple Watch Ultra 面对更苛刻的户外和更专业的活动，GPS 的核心代价更加凸显。

强化，应对极限

客岁 9 月，苹果拿出第一个真正强化 GPS 的智能手表—— Apple Watch Ultra，而这种强化也是软硬兼有。

硬件层面，Ultra 摆设了双频 GPS。

最早应用于智能终端的 GPS 有两个频率：L1 用于公共用途，L2 用于军事用途。

厥后出现的 L5 频段是为了航空安全而开辟的，也是如今开始辈的民用信号。相比 L1 它更能反抗多径效应，准确码更快。

使用 L5 频段的上风，Ultra 可以在更极限的户外环境中，得到快且灵敏的定位，别的还支持中国的北斗定位体系。

以可用的卫星数量来算，环球如今已经有 70 多个轨道卫星可供 Ultra 定位使用。

这也使得先容到 Apple Watch Ultra 在 GPS 有何升级时，苹果的定位技能总监 Rob Mayor 体现出十足的信心。

越是挑衅比力大环境，越能凸显 Apple Watch Ultra 定位本领。

在我的实际体验里，感知最显着的履历在客岁 10 月。

戴着 Apple Watch Ultra 徒步滇西进入梅里雪山，每天行进蹊径环境复杂，有丛林茂密的山林，也有荒芜得只有碎石的无人之境。

四天的行程险些一起无信号，但 Ultra 上逐日志载的轨迹精致，以致能看到我在苏息点乱窜的样子。

定位快且精准的另一面，是软件上的调试。

Apple Watch Ultra 可以把 GPS 信息缓存在装备上面，而且维持长达一周的时间。如许一来就可以到达非常快速的定位。由于它已经缓存在装备上面，以是跳过了汲取、解码卫星讯号的复杂过程。

Rob Mayor 说，Ultra 还继续了 iPhone 上的定位讯号融合的方式，连合Wi-Fi、蜂窝等多个信号源进步它的准确性。

像是在 GPS 信号无法进入的室内，大概从室内走向室外的变革环境里，缓存的定位信息也能淘汰 GPS 信号忽然制止，对纪录轨迹的影响。

为了让轨迹更精准，苹果研究了活动融合的算法。

Rob Mayor 表明道：

使用惯性传感器可以检测用户的举措动态，判定出他是在步行、跑步、骑行照旧游泳。然后将这些活动模式与 GPS 信息举行融合，以进一步微调健身数据和定位正确度。

差别的活动，活动融合的算法也有差别，Rob Mayor 用跑步与游泳两项活动做了举例。

专业的跑者会在意双臂的摆动是否会影响 GPS 信号，进而影响跑步轨迹和姿势丈量的正确性。苹果会在辨认跑步姿势后，用相应的算法微调纪录数据。

游泳纪录又是另一种方式。

固然水下没有 GPS 信号，但大多人户外游泳时会选择自由泳，自由泳的姿势里手臂会有一半时间浮在水面。

只要 Apple Watch 辨认出你的游泳动作，一旦手表在水面上，就会搜星跟踪实时定位。

对户外玩家来说，更精准的定位能带来极强的信心。

一方面是轨迹与付出保持同等，无论训练照旧角逐都能得到老实的反馈。另一方面是心底能有末了的保障，有如遇伤害还能自救。

Ultra 推出的同时，还改版了指南针应用，并增长了回溯功能。

回溯功能可以纪任命户走过的蹊径，返程时实时指引寻回原路。特殊是在没有信号的环境下，GPS 会自动打开配景纪录。即便用户忘记手动开启，也可以跟着自动纪录的蹊径找回原路，确保安全下山。

上个月在竹林迷路的我，正是跟着回溯找回蹊径的用户之一。

应对这些更极限的场景，GPS 成了必不可少的核心需求。

采访的末了，Rob Mayor 说：

着实我们很早就开始了 GPS 技能的研究，每一代的 Apple Watch 中都有针对这一功能的创新。能推出 Ultra 如许一个定位本领是核心的产物，正是得力于我们往年累积的履历和技能研究的创新。

简直，苹果不停是家不求速率的公司，就如库克在推出初代 Apple Watch 后所说：

我们不是推出 MP3 播放器的第一家公司，不是推出平板电脑的第一家公司，也不是推出智能手机的第一家公司。但我们推出了第一款今世智能手机，也将推出第一款今世智能手表。

Apple Watch Ultra 自然不是第一个户外智能表，也不是首个摆设双频 GPS 的智能手表。然而它留住了苹果骨子里的康健 DNA，也突破了智能手表难有的极限属性。

而这种继续与突破，离不开 GPS 作为底层支持的统统关联。