據(jù)外媒報(bào)道，當(dāng)你試圖用智能手機(jī)在一個(gè)大城市導(dǎo)航時(shí)，你可能已經(jīng)注意到了一個(gè)問(wèn)題，那就是GPS定位通常是非常不準(zhǔn)確的。有時(shí)這種誤差只有幾米，但是如果你在一個(gè)人口和建筑物特別密集的城市，衛(wèi)星信號(hào)就會(huì)被高層建筑阻擋，這種誤差可能會(huì)很大。對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，這只是現(xiàn)代都市生活的一個(gè)縮影。但是對(duì)于那些依靠?jī)蓚�(gè)人的智能手機(jī)在迷宮般的鋼鐵和混凝土叢林中找到彼此的公司比如Uber來(lái)說(shuō)，GPS定位的不準(zhǔn)確卻是一個(gè)無(wú)盡的痛苦和挫折的源泉。

　　就像夜間駛過(guò)的船只一樣，一個(gè)司機(jī)可能會(huì)停在某處街角找尋叫車(chē)的乘客，而那名乘客卻在街區(qū)的另一側(cè)苦等。這種情況通常會(huì)導(dǎo)致乘客取消叫車(chē)服務(wù)，Uber稱之為“浪費(fèi)的供應(yīng)”，也就是說(shuō)Uber和司機(jī)都會(huì)因此少賺一點(diǎn)錢(qián)。如果一輛車(chē)?yán)镉卸鄠�(gè)乘客時(shí)，這個(gè)問(wèn)題就會(huì)變得更加嚴(yán)重。再想想無(wú)人駕駛汽車(chē)在城市峽谷中漫無(wú)目的地游蕩，絕望地尋找那些GPS坐標(biāo)不可靠的乘客，那會(huì)是一種多么令人沮喪的情景?

　　然而，Uber的兩位工程師也許會(huì)解決這種混亂找到了一個(gè)解決方案。安德魯-艾里什(Andrew Irish)和丹尼-艾蘭德(Danny Iland)都是加州大學(xué)圣芭芭拉分校的博士生，Uber在2016年收購(gòu)了他們創(chuàng)辦的影子地圖(Shadow Maps)初創(chuàng)公司。從那時(shí)開(kāi)始，他們一直致力于將他們的技術(shù)集成到Uber的應(yīng)用中，他們最近在全球15個(gè)城市開(kāi)始測(cè)試。從早期的測(cè)試結(jié)果來(lái)看，他們讓GPS定位的準(zhǔn)確度提高了一倍。

　　艾蘭德開(kāi)玩笑說(shuō)：“當(dāng)有人問(wèn)我在做什么時(shí)，我經(jīng)常說(shuō)我的工作就是移動(dòng)藍(lán)點(diǎn)。”這一點(diǎn)很重要，因?yàn)楫?dāng)我坐在位于曼哈頓下城的The Verge辦公樓的14層辦公室里打開(kāi)Uber的應(yīng)用程序時(shí)，我看到顯示我所在位置的藍(lán)點(diǎn)在離我200英尺遠(yuǎn)的酒店外徘徊。艾里什和艾蘭德正在做的工作就是將這個(gè)藍(lán)點(diǎn)移動(dòng)到街道對(duì)面，這樣當(dāng)Uber司機(jī)來(lái)找我時(shí)，就能盡可能準(zhǔn)確一些。

　　GPS全球定位系統(tǒng)項(xiàng)目于20世紀(jì)70年代初啟動(dòng)，目的是為了打破以前的導(dǎo)航系統(tǒng)的限制。它最初是為像飛機(jī)一樣飛行的東西而設(shè)計(jì)的。所以其中有一個(gè)核心假設(shè)是所有的衛(wèi)星都有直線視線，這意味著信號(hào)總是以直線的方式行進(jìn)。但是現(xiàn)在，由于智能手機(jī)的普及和Uber等基于位置的服務(wù)的興起，這些假設(shè)改變了。

　　同時(shí)，衛(wèi)星的作用也從追蹤飛機(jī)變成了追蹤行走在密集城市里的個(gè)人所攜帶的智能手機(jī)。這些衛(wèi)星不僅失去了直線視線優(yōu)勢(shì)，它們還不得不與高大的建筑物叢林作斗爭(zhēng)，這些建筑物會(huì)像鏡子一樣反射和扭曲信號(hào)。這種現(xiàn)象通常被稱作“陰影效應(yīng)”，可能會(huì)造成100米甚至更大的位置誤差，尤其是在紐約和舊金山這樣的大都市。這可能會(huì)給Uber業(yè)務(wù)最敏感的方面造成影響。

　　艾蘭德說(shuō)：“所以這顯然給我們提出了問(wèn)題，因?yàn)槲覀兛赡軙?huì)認(rèn)為司機(jī)在不同的道路上而不是他們實(shí)際所在的道路上行駛，這可能會(huì)導(dǎo)致司機(jī)無(wú)法在預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間找到乘客，繼而造成訂單取消。”

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，艾蘭德和艾里什使用了一個(gè)被稱為“封閉建模”的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，Uber的算法可以看到城市的完整三維渲染，并對(duì)乘客所處的位置做一個(gè)概率估計(jì)，乘客可以看到哪些衛(wèi)星，哪些是看不到的。在美國(guó)的GPS衛(wèi)星群中，大約有30顆衛(wèi)星，俄羅斯還有一個(gè)GLOMASS衛(wèi)星群，中國(guó)和歐洲也在啟動(dòng)自己的GPS衛(wèi)星群。利用從衛(wèi)星上獲得的公共數(shù)據(jù)，Uber就能夠利用一個(gè)消除過(guò)程來(lái)獲得更準(zhǔn)確的位置信息。

　　艾蘭德說(shuō)：“假設(shè)你所在的位置只有3顆衛(wèi)星，如果我可以看到衛(wèi)星C和衛(wèi)星D的信號(hào)強(qiáng)度很高，但是看不到衛(wèi)星B，那么我可能就在街道的左邊，因?yàn)樾l(wèi)星B的信號(hào)被建筑物擋住了。如果我能看到衛(wèi)星B和衛(wèi)星C的信號(hào)，但看不到衛(wèi)星D，那么我可能就在街道的右邊。所以我們使用衛(wèi)星可見(jiàn)性信息作為算法的一部分，而不是將所有的衛(wèi)星都當(dāng)作定位線。”

　　他補(bǔ)充說(shuō)：“這基本上就是負(fù)面信息。除了你所看到的以外，你還可以根據(jù)你看不到的東西做出假設(shè)。”

　　艾里什和艾蘭德使用射線追蹤技術(shù)，在這種情況下，衛(wèi)星信號(hào)按照不同的強(qiáng)度等級(jí)被標(biāo)以不同的顏色，這樣就可以更好地說(shuō)明乘客可能在的位置和消除干擾。但是有一個(gè)令人困惑的效果，那就是多徑衰落，即衛(wèi)星信號(hào)從與彼此交叉的建筑物中反彈，強(qiáng)化某些信號(hào)，而這些信號(hào)在其他情況下是看不到的。這可能會(huì)使影子地圖的算法復(fù)雜化，并對(duì)司機(jī)和乘客所處的最有可能的位置得出錯(cuò)誤的結(jié)論。

　　艾里什說(shuō)：“所以，如果你在網(wǎng)格上進(jìn)行射線追蹤，你會(huì)根據(jù)他們對(duì)衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度和三維建筑模型的認(rèn)同程度，在網(wǎng)格上對(duì)這些位置進(jìn)行評(píng)分，這樣就可以消除我們之前所描述的這些干擾噪音的影響。每次概率計(jì)算都需要20到100毫秒，每4秒就可以對(duì)乘客可能所在的位置進(jìn)行一次計(jì)算，對(duì)司機(jī)所在位置的計(jì)算更加頻繁。”艾蘭德補(bǔ)充說(shuō)：“你只是想要有一個(gè)更嚴(yán)格的估計(jì)，來(lái)說(shuō)明汽車(chē)行駛的速度有多快。”

　　之后，我們?nèi)ヂ�哈頓的西側(cè)散步，讓他們繼續(xù)介紹Uber的應(yīng)用程序在尋找我們的GPS定位時(shí)表現(xiàn)得有多好。坐在Uber紐約辦公室的會(huì)議室里，我的腦子里充斥著各種技術(shù)術(shù)語(yǔ)，但是走出辦公室，站在空氣清新的戶外街道上，更容易看清影子地圖團(tuán)隊(duì)的修正努力是如何創(chuàng)造一個(gè)不同的世界。我們?cè)谝粋�(gè)公園的旁邊散步，那里有開(kāi)闊的天空視野，所以GPS定位非常精準(zhǔn)。我們拐到一條街道上，我們只能看到更窄的天空，突然標(biāo)示我們所在位置的藍(lán)點(diǎn)跳到了街區(qū)的另一邊。艾蘭德說(shuō)：“我們所在的實(shí)際位置與藍(lán)點(diǎn)或多或少是同步的。”

　　影子地圖并不是解決GPS準(zhǔn)確性問(wèn)題的唯一方法。保羅-格羅夫斯(Paul Groves)是倫敦大學(xué)學(xué)院的副教授，在空間測(cè)地和導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)室專門(mén)研究定位和導(dǎo)航技術(shù)。他贊揚(yáng)了影子地圖團(tuán)隊(duì)為更多的人改善了GPS定位性能，但他并不認(rèn)為他們的工作堪稱完美。

　　格羅夫斯說(shuō)：“他們的方法并不獨(dú)特。它部分建立在我們?cè)诠�開(kāi)文獻(xiàn)上發(fā)表的研究成果的基礎(chǔ)之上。還有一些其他的研究人員也在研究類(lèi)似的方法。我們現(xiàn)在有一個(gè)在Android智能手機(jī)上實(shí)時(shí)運(yùn)行的演示系統(tǒng)，但是僅限于倫敦市中心。”

　　格羅夫斯說(shuō)，其中很大一部分歸結(jié)于方法論中的一種偏好。他說(shuō)：“使用這些方法的人越多，我的想法就越好。它可以給你更好的表現(xiàn)。如果人們真的在使用我們的研究成果，而不是離開(kāi)和遺忘它們，那么我們就為世界做出了貢獻(xiàn)，而不僅僅是浪費(fèi)紙張。”

　　艾里什和艾蘭德以及他們的團(tuán)隊(duì)在一年前就開(kāi)始致力于將封閉建模整合到Uber的應(yīng)用程序中。2018年2月，他們開(kāi)始在Uber運(yùn)營(yíng)的15個(gè)城市測(cè)試修正算法。不過(guò)，在Uber將其東南亞業(yè)務(wù)出售給競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Grab后，該地區(qū)的一些城市的試點(diǎn)項(xiàng)目就停止了。早期測(cè)試結(jié)果顯示，GPS定位的準(zhǔn)確度提高了一倍，每月取消的訂單量減少了幾千個(gè)。他們現(xiàn)在正在等待公司將他們的項(xiàng)目推廣到全球。

　　提高GPS定位的準(zhǔn)確性與或多或少地允許Uber追蹤你的位置沒(méi)什么關(guān)系。去年，該公司在其應(yīng)用程序中推出了一項(xiàng)新功能，允許它在乘客下車(chē)后繼續(xù)跟蹤乘客長(zhǎng)達(dá)5分鐘的時(shí)間，這項(xiàng)功能因?yàn)榍址噶丝蛻綦[私而遭到廣泛的批評(píng)。與此相反，艾里什和艾蘭德說(shuō)，他們只是利用衛(wèi)星上的公開(kāi)數(shù)據(jù)來(lái)讓整個(gè)打車(chē)體驗(yàn)變得更加完美。

　　艾蘭德說(shuō)：“你不需要手動(dòng)輸入你的地址，你不需要做任何事情，我們就能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)你的地址。這讓打車(chē)變成了一種更神奇的體驗(yàn)。當(dāng)你打開(kāi)應(yīng)用程序時(shí)，我們已經(jīng)知道你準(zhǔn)確的地址了，你所要做的就是點(diǎn)擊請(qǐng)求。”