如果不是一個(gè)關(guān)注戶外運(yùn)動(dòng)的人，你很難感知 GPS 在一塊手表中的重要性。

2014 年末，我在一家運(yùn)動(dòng) app 公司負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)工作，經(jīng)常收到來(lái)自用戶的吐槽：「我竟然會(huì)橫穿湖面？」「我的軌跡比周杰倫還會(huì)漂？」「明明跑了 21 公里，憑什么吞我 1 公里，給我吐出來(lái)！」

不是軟件算法差勁，問(wèn)題出在定位上——一部分手機(jī)通過(guò) LBS 基站定位，而非更為精確的 GPS。

使用 LBS 基站定位的手機(jī)，只要信號(hào)塔覆蓋的區(qū)域，運(yùn)營(yíng)商就能通過(guò)三角定位確定你的位置。

走到信號(hào)區(qū)域外呢？就出現(xiàn)了「人在海上跑」的漂移軌跡。

(相關(guān)資料圖)

相比之下 GPS 覆蓋信號(hào)更廣泛，只需搜索到 4 顆衛(wèi)星，就能實(shí)現(xiàn)約 10 米精度的定位。手機(jī)結(jié)合 GPS 和基站雙重定位，算法能呈現(xiàn)出更精準(zhǔn)的軌跡。

▲ Apple Watch Series 8 與 Apple Watch Ultra

兩年后，Apple Watch Series 2 第一次把 GPS 綁在了用戶手腕上。

這一代起，出門運(yùn)動(dòng)不帶手機(jī)進(jìn)入了用戶的生活。經(jīng)過(guò)七年迭代， Apple Watch 不再是一款簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)智能手表，GPS 作用的場(chǎng)景也從運(yùn)動(dòng)延伸到了生活的方方面面。

GPS，關(guān)乎一切

當(dāng)蘋(píng)果產(chǎn)品營(yíng)銷總監(jiān) Eric Jue 向我介紹起 Apple Watch 上的 GPS，他說(shuō)：

如今 Apple Watch 上的 GPS 關(guān)乎著你一整天的信息，甚至包括挽救生命。

比如你一打開(kāi)手表，就能看到今日的天氣狀況；走到對(duì)應(yīng)的位置，日歷就會(huì)提醒你相關(guān)的備忘信息。

還有觸發(fā)摔倒或車禍檢測(cè)時(shí)，Appel Watch 會(huì)第一時(shí)間調(diào)用你的精確位置；還有在開(kāi)發(fā)者端口，GPS 也帶來(lái)了很多好玩的體驗(yàn)。

回憶 Apple Watch 的進(jìn)化歷程， GPS 一直小步慢跑但又很必要。

盡管 Series 2 中首次集成了 GPS，但它只是單模嵌入的設(shè)計(jì)，在樓宇密集的街道上仍然存在定位不準(zhǔn)確的問(wèn)題。所以，2017 年蘋(píng)果在 Series 3 上整合了 GLONASS、Galileo 和 QZSS 多星定位系統(tǒng)，讓定位速度和精度有所提升。

不過(guò)采用多星定位是一種妥協(xié)，多星意味著這塊手表上的電老虎更貪婪。

▲ 圖片來(lái)自 unsplash

不少全程馬拉松選手佩戴 Series 3 記錄跑步運(yùn)動(dòng)時(shí)，跑到第四小時(shí)左右，人還未到達(dá)終點(diǎn)，Apple Watch 就電量耗盡，無(wú)法繼續(xù)記錄數(shù)據(jù)了。

多星的必要在于，當(dāng)你走在 CBD 密布的街道或是樹(shù)蔭遮擋的城中公園，Apple Watch 可以搜索更多的衛(wèi)星信號(hào)，從而加快搜星成功的速度。同時(shí)融合不同衛(wèi)星的定位，也能剔除掉一些不合常理的信號(hào)。

至此， Apple Watch 的定位系統(tǒng)打好了底層基礎(chǔ)。

▲ 2017 年愛(ài)范兒也分享了 Apple Watch Series 3 的體驗(yàn)

從 Series 4 到 Series 7 ，蘋(píng)果不再往 GPS 的硬件上堆料，而是從算法下手，融合傳感器在健康領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱。

比如心率監(jiān)測(cè)，它跟 GPS 不直接相關(guān)，但往往配合 GPS 技術(shù)一起使用。

通過(guò) GPS 監(jiān)測(cè)用戶的位置、路線和距離，結(jié)合心率監(jiān)測(cè)，Apple Watch 可以判斷用戶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果用戶的心率超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，Apple Watch 會(huì)發(fā)出警告信息，提示用戶避免過(guò)度運(yùn)動(dòng)或過(guò)度疲勞。

還有摔倒檢測(cè)與撞車檢測(cè)，它們挽救生命的關(guān)鍵一步，就是依靠 GPS 信號(hào)發(fā)射的坐標(biāo)信息。

而且讓我印象深刻的是撞車檢測(cè)。

去年我們用卡丁車撞擊測(cè)試了這一功能，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束回程的 1 小時(shí)里，Apple Watch 依然時(shí)刻監(jiān)測(cè)被撞人的位置，并持續(xù)向緊急聯(lián)系人發(fā)送坐標(biāo)信息。

Eric Jue 對(duì)我說(shuō)：

GPS 之所以能貫穿在 Apple Watch 的各項(xiàng)體驗(yàn)中，最主要的原因在于我們會(huì)將硬件配置與軟件體驗(yàn)無(wú)縫融合。

無(wú)論是查看天氣、設(shè)置提醒，還是求救坐標(biāo)，Apple Watch 都離不開(kāi) GPS 的支持。而在 Apple Watch Ultra 面對(duì)更苛刻的戶外和更專業(yè)的運(yùn)動(dòng)，GPS 的核心價(jià)值更加凸顯。

強(qiáng)化，應(yīng)對(duì)極限

去年 9 月，蘋(píng)果拿出第一個(gè)真正強(qiáng)化 GPS 的智能手表—— Apple Watch Ultra，而這種強(qiáng)化也是軟硬兼有。

硬件層面，Ultra 部署了雙頻 GPS。

最早應(yīng)用于智能終端的 GPS 有兩個(gè)頻率：L1 用于公共用途，L2 用于軍事用途。

后來(lái)出現(xiàn)的 L5 頻段是為了航空安全而開(kāi)發(fā)的，也是目前最先進(jìn)的民用信號(hào)。相比 L1 它更能抵抗多徑效應(yīng)，精確碼更快。

利用 L5 頻段的優(yōu)勢(shì)，Ultra 可以在更極限的戶外環(huán)境中，獲得快且迅速的定位，另外還支持中國(guó)的北斗定位系統(tǒng)。

以可用的衛(wèi)星數(shù)量來(lái)算，全球目前已經(jīng)有 70 多個(gè)軌道衛(wèi)星可供 Ultra 定位使用。

▲ Apple Watch Series8 也支持北斗定位

這也使得介紹到 Apple Watch Ultra 在 GPS 有何升級(jí)時(shí)，蘋(píng)果的定位技術(shù)總監(jiān) Rob Mayor 表現(xiàn)出十足的信心。

越是挑戰(zhàn)比較大環(huán)境，越能凸顯 Apple Watch Ultra 定位能力。

在我的實(shí)際體驗(yàn)里，感知最明顯的經(jīng)歷在去年 10 月。

戴著 Apple Watch Ultra 徒步滇西進(jìn)入梅里雪山，每天行進(jìn)路線環(huán)境復(fù)雜，有森林茂密的山林，也有荒涼得只有碎石的無(wú)人之境。

四天的行程幾乎一路無(wú)信號(hào)，但 Ultra 上每日記錄的軌跡精細(xì)，甚至能看到我在休息點(diǎn)亂竄的樣子。

定位快且精準(zhǔn)的另一面，是軟件上的調(diào)試。

Apple Watch Ultra 可以把 GPS 信息緩存在設(shè)備上面，而且維持長(zhǎng)達(dá)一周的時(shí)間。這樣一來(lái)就可以達(dá)到非常快速的定位。因?yàn)樗呀?jīng)緩存在設(shè)備上面，所以跳過(guò)了接收、解碼衛(wèi)星訊號(hào)的復(fù)雜過(guò)程。

Rob Mayor 說(shuō)，Ultra 還繼承了 iPhone 上的定位訊號(hào)融合的方式，結(jié)合 Wi-Fi、蜂窩等多個(gè)信號(hào)源提高它的精確性。

像是在 GPS 信號(hào)無(wú)法進(jìn)入的室內(nèi)，或者從室內(nèi)走向室外的變化環(huán)境里，緩存的定位信息也能減少 GPS 信號(hào)突然中斷，對(duì)記錄軌跡的影響。

為了讓軌跡更精準(zhǔn)，蘋(píng)果研究了運(yùn)動(dòng)融合的算法。

Rob Mayor 解釋道：

利用慣性傳感器可以檢測(cè)用戶的行動(dòng)動(dòng)態(tài)，判斷出他是在步行、跑步、騎行還是游泳。然后將這些運(yùn)動(dòng)模式與 GPS 信息進(jìn)行融合，以進(jìn)一步微調(diào)健身數(shù)據(jù)和定位準(zhǔn)確度。

不同的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)融合的算法也有不同，Rob Mayor 用跑步與游泳兩項(xiàng)運(yùn)動(dòng)做了舉例。

專業(yè)的跑者會(huì)在意雙臂的擺動(dòng)是否會(huì)影響 GPS 信號(hào)，進(jìn)而影響跑步軌跡和姿勢(shì)測(cè)量的準(zhǔn)確性。蘋(píng)果會(huì)在識(shí)別跑步姿勢(shì)后，用相應(yīng)的算法微調(diào)記錄數(shù)據(jù)。

游泳記錄又是另一種方式。

雖然水下沒(méi)有 GPS 信號(hào)，但大多人戶外游泳時(shí)會(huì)選擇自由泳，自由泳的姿勢(shì)里手臂會(huì)有一半時(shí)間浮在水面。

只要 Apple Watch 識(shí)別出你的游泳動(dòng)作，一旦手表在水面上，就會(huì)搜星跟蹤及時(shí)定位。

對(duì)戶外玩家來(lái)說(shuō)，更精準(zhǔn)的定位能帶來(lái)極強(qiáng)的信心。

一方面是軌跡與付出保持一致，無(wú)論訓(xùn)練還是比賽都能得到誠(chéng)實(shí)的反饋。另一方面是心底能有最后的保障，有如遇危險(xiǎn)還能自救。

Ultra 推的同時(shí)，還改版了指南針應(yīng)用，并增加了回溯功能。

回溯功能可以記錄用戶走過(guò)的路線，返程時(shí)實(shí)時(shí)指引尋回原路。特別是在沒(méi)有信號(hào)的情況下，GPS 會(huì)自動(dòng)打開(kāi)后臺(tái)記錄。即便用戶忘記手動(dòng)開(kāi)啟，也可以跟著自動(dòng)記錄的路線找回原路，確保安全下山。

上個(gè)月在竹林迷路的我，正是跟著回溯找回路線的用戶之一。

應(yīng)對(duì)這些更極限的場(chǎng)景，GPS 成了必不可少的核心需求。

采訪的最后，Rob Mayor 說(shuō)：

其實(shí)我們很早就開(kāi)始了 GPS 技術(shù)的研究，每一代的 Apple Watch 中都有針對(duì)這一功能的創(chuàng)新。能推出 Ultra 這樣一個(gè)定位能力是核心的產(chǎn)品，正是得力于我們往年累積的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)研究的創(chuàng)新。

的確，蘋(píng)果一直是家不求速度的公司，就如庫(kù)克在推出初代 Apple Watch 后所說(shuō)：

我們不是推出 MP3 播放器的第一家公司，不是推出平板電腦的第一家公司，也不是推出智能手機(jī)的第一家公司。但我們推出了第一款當(dāng)代智能手機(jī)，也將推出第一款當(dāng)代智能手表。

Apple Watch Ultra 自然不是第一個(gè)戶外智能表，也不是首個(gè)部署雙頻 GPS 的智能手表。然而它留住了蘋(píng)果骨子里的健康 DNA，也突破了智能手表難有的極限屬性。

而這種繼承與突破，離不開(kāi) GPS 作為底層支持的一切關(guān)聯(lián)。