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你最熟悉的GPS 或许是自动驾驶最“危险”的技术!

你最熟悉的GPS 或许是自动驾驶最“危险”的技术!

Xtecher原创 丨 行业洞察

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2018-05-09

科技云报道

Xtecher特稿作者

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科技云报道原创。

如今,自动驾驶其实并非以独立的形态存在,其是一套复杂且完整的技术矩阵堆叠而成。在这个技术矩阵中,除去车载雷达、距离传感器、人工智能算法之外,还有一项人们习以为常的技术——GPS。正是它的存在,才保证了自动驾驶汽车行驶在应当行驶的道路上,而不会像没头苍蝇一样四处乱撞。

如今,自动驾驶其实并非以独立的形态存在,其是一套复杂且完整的技术矩阵堆叠而成。在这个技术矩阵中,除去车载雷达、距离传感器、人工智能算法之外,还有一项人们习以为常的技术——GPS。正是它的存在,才保证了自动驾驶汽车行驶在应当行驶的道路上,而不会像没头苍蝇一样四处乱撞。

从“米”到“厘米”的跨越   GPS提升自动驾驶精准度

GPS(Global Positioning System)这项存在于每台移动设备中的技术,起始于1958年美国军方的一个项目,于1964年投入使用。

20世纪70年代,美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS,主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报搜集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。

从技术原理来讲,GPS使用的是三角定位法,根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据,采用空间距离后方交会的方法,确定待测点的位置。24颗GPS卫星在离地面12000公里的高空上,以12小时的周期环绕地球运行,使得在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。

因为在轨卫星的位置是固定的,GPS接收器位于地面,向空中卫星发射信号,通过信号触达和返回的时间进行计算就得出一个距离,以距离为直径,卫星位置为圆心,所形成曲线与地球的交点,就是GPS接收器所在的位置。

目前,民用级GPS的定位精度大约为20米。虽然它通常能够帮助我们找到自己在哪条道路上,但却无法确定在这条道路上的具体位置。为了进一步强化定位精度,诞生了DGPS(DifferentialGlobal Positioning System,差分全球定位系统)。

简单来说,就是在位置已经精确测定的已知点上配备一台GPS接收机作为固定的地面参考点,参考点和定位设备间利用广播等方式增加一步位置修正,便可以将精度达到1米。

由加利福尼亚大学滨江分校的首席研究员Jay Farrell牵头的一项全新GPS项目,可以在定位精度达到厘米级的前提下,用低功耗处理器就能满足数据处理需要,这一研究成果未来可以应用在自动驾驶等需要高精度技术的领域,与其他厘米级GPS算法相比,胜在数据处理的简易性。

现有实现厘米级精度的技术,需要把GPS测量和设备导航系统内部惯性测量单元(比如车内陀螺仪)获得的数据结合起来。

由GPS提供高精度定位数据,惯性测量单元实现高样本率采集和持续高带宽通讯。但是这种方法在运算成本非常昂贵,限制这项技术在现实世界的应用。因此,加州大学精简的运算产品如果研发成熟,会具备强大的商用潜力。

成也GPS败也GPS   它比你想象中的还危险

相比GPS为人们提供的便利,其危险性也值得我们抱有更多警惕。配备GPS的大量终端在很多不必要的情况下采集、上传我们的位置信息。一旦用户授权之后,也很难保证这些产品不会滥用自己的权力。

比如去年Uber就曾闹出过一桩丑闻,即用户发现自己结束服务之后,Uber还会持续追踪自己的位置长达五分钟。Uber甚至大方的承认了这一点,声称自己的是为了优化空间细节以提供更好的服务。

除了App,很多时候一些智能硬件也在采集我们的位置信息。最典型的就是去年12月发生的“智能手环军事泄密”事件:

一家服务于Fitbit、Jawbone等智能运动手环的GPS追踪企业发布了一副全球热力追踪地图,想要展示佩戴手环用户的跑步路线,但这些手环却诚实地记录了军事基地轮廓以及士兵们运动和巡逻的轨迹,并且通过热力追踪地图展示给了全世界。

对此,美国防部长马蒂斯正在考虑禁止相关的个人使用带有GPS定位系统的电子设备,因为该系统能帮助定位军事设施,而这将对部队安全构成威胁。

现实中,在我们越来越多打开手机的GPS定位来预定外卖、打车或解锁共享单车时,由于GPS发射的信号未经加密,“黑客”可以利用SDR(software defined radio,软件定义的无线电)设备伪造卫星信号,发射到指定的区域内,进而影响这一范围内的目标设备。

这时,你的手机可能会被“定位”在一个你从未去过的地方,时间设置也可能“穿越”到过去或未来。

在很多时候用户的确需要让渡出一些个人隐私来获得更多的服务。可这其中很难保证不会有第三方加入其中,以各种方式去侵犯个人隐私。

比如说现在网上可以找到一种实时手机定位寻人服务,服务商可以生成一篇文章链接,或是一个企业红包,在其中加入位置请求信息,如果点击红包和链接的同意了位置请求,服务商就会将获知的信息发送给购买服务的客户,而整个过程中被获取信息的人则完全不知情。

GPS在给用户带来便捷的同时,用户位置信息被随意窃取的现象同样愈演愈烈,与手机定位相关的犯罪活动也越来越多。任何一项技术都是把“双刃剑”,但我们不能因噎废食,只有我们善用技术,学会对各类访问需求进行授权,才能将风险控制在可以掌控的范围之内。

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