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北斗是啥？

大家每天都在使用手機。目前的智能手機上，涉及到定位的功能，都會用到衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

我國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng) （BDS或Beidou） 和美國GPS系統(tǒng)、俄羅斯格洛納斯系統(tǒng) （GLONASS） 以及歐盟伽利略系統(tǒng) （Galileo） ，是被聯(lián)合國全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)國際委員會認可的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) （GNSS） 四大核心供應(yīng)商。

由于四大GNSS系統(tǒng)之間已經(jīng)開展了頻段和數(shù)據(jù)格式的兼容共用協(xié)調(diào)，目前手機產(chǎn)品采用的定位方案，一般都同時支持這幾個系統(tǒng)的衛(wèi)星信號，因為并不增加任何軟硬件成本。

對于用戶而言，更是無所謂用哪個系統(tǒng)的信號。舉個例子，你使用電器，并不關(guān)心電網(wǎng)上的電是風電、水電、火電、核電、太陽能電，還是用愛發(fā)電。

還有一個知識點：北斗官方從來沒做過手機導航和地圖App，所有冠以“北斗”名義的導航和地圖App，全是山寨貨。

北斗剛建設(shè)完成？

6月23日，第三代北斗定位系統(tǒng)—北斗三號的最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射升空，6月30日成功定點于地球同步軌道，次日順利進入長期運行管理模式。至此，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)30顆衛(wèi)星部署完成，下一步我國將進行北斗全系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試。

在此之前，第二代北斗定位系統(tǒng)——北斗二號，在2012年底完成了14顆衛(wèi)星的發(fā)射組網(wǎng)，并已面向全球提供服務(wù)。而北斗三號系統(tǒng)，在2018年底建成基本系統(tǒng)后已經(jīng)開始提供服務(wù)。

什么意思呢？北斗導航系統(tǒng)早就可以用了，只是之前在性能、定位精度、功能方面，還沒有滿血。需要強調(diào)的是，本文涉及到的所有衛(wèi)星導航系統(tǒng)的場景討論，僅限于手機被動接收定位信號的基礎(chǔ)應(yīng)用。北斗系統(tǒng)的其他強大功能，今天不討論。

我的手機是否支持北斗？

前文說了，近幾年市面上的手機，均支持多個導航系統(tǒng)，哪顆衛(wèi)星信號好就用哪個，用戶不需要糾結(jié)這個問題。

但是這幾天在看北斗相關(guān)新聞時，不少媒體均提到“iPhone不支持北斗”。而且，所有此類新聞，均沒有給出消息來源或者確鑿的證據(jù)。

iPhone市場占有率很可觀，但全系列機型都不支持北斗，這事還是挺反直覺的。作為曾經(jīng)的手機產(chǎn)品經(jīng)理，我對這個問題產(chǎn)生了興趣，打算花點時間來調(diào)研一下。

想搞清楚這個事，有三個切入角度：

• 官方公開資料

• 第三方測試

• 硬件參數(shù)研究

調(diào)研就這樣愉快地開始了。然后在第一步就碰了釘子。

驕傲的蘋果

打開蘋果官方網(wǎng)站，選擇頂部的“iPhone”，然后在下方選擇“機型比較”，可以在三個下拉菜單中選擇從iPhone 6開始的所有機型，看他們的參數(shù)對比。

從這里可以看到，從iPhone 6到最新的iPhone 11系列，在“蜂窩網(wǎng)絡(luò)和無線連接”這個類別中，關(guān)于定位的功能描述，都是“內(nèi)置GPS/GNSS”。

前文說了，GNSS包括北斗、GPS、格洛納斯、伽利略四大系統(tǒng)。蘋果的描述非常含糊，顯然是不夠的。

在蘋果官網(wǎng)上，點擊頂部的“技術(shù)支持”，然后拉到網(wǎng)頁最下方，點擊“資源”欄目的“技術(shù)規(guī)格”，然后在產(chǎn)品目錄中選擇“iPhone”，可以查看各款機型的更加詳細的技術(shù)參數(shù)。這里可以查從iPhone 3GS開始的所有機型規(guī)格。

結(jié)果如下：

• iPhone 3GS和iPhone 4支持“輔助全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)” （A-GPS，GPS與基站定位的結(jié)合技術(shù)）

• iPhone 4S和iPhone 5/5s/5c、iPhone 6/6 Plus、iPhone SE在前者基礎(chǔ)上增加了“GLONASS定位系統(tǒng)”

• iPhone6s/6s Plus支持“GPS、GLONASS、Galileo和QZSS定位系統(tǒng)”

• iPhone 7/7 Plus、iPhone X、iPhone XS/XS Max支持“輔助 GPS、GLONASS、Galileo 和 QZSS 定位系統(tǒng)”

• iPhone 8/8P、iPhone XR、iPhone 11/11Pro/11 Pro Max、iPhone SE2支持“內(nèi)置 GPS/GNSS”

值得注意的是，iPhone 8和iPhone X，以及iPhone XS和iPhone XR，分別作為同代產(chǎn)品，射頻硬件部分完全一致，但在定位功能方面的描述不一致。 

我嘗試另一條路：撥打蘋果400電話，咨詢蘋果官方技術(shù)支持。

結(jié)果并沒什么幫助。蘋果400電話的客服人員，同樣是基于官網(wǎng)的上述技術(shù)規(guī)格來回答用戶。關(guān)于我的問題“文檔中沒有列出對北斗的支持，是否可以認為該機型不支持北斗”，400客服人員的答復是，對于沒有寫的功能，他們無法確認是否支持。

不同于安卓手機廠商，蘋果對外披露的硬件信息一向有限，甚至官方從不披露過其手機的RAM內(nèi)存容量。這條路看來指望不上了。

碰壁的第三方

看到這里的讀者可能會說，你裝個App測一下iPhone是否能收到北斗信號不就行了，搞那么復雜干嘛。

安卓手機想看所在位置的導航衛(wèi)星情況，確實裝個App就可以做到。我使用的是AndroiTS  GPS Test這款A(yù)pp，在華為某旗艦機型上運行結(jié)果如下：

但是iOS提供給App開發(fā)者調(diào)用的位置服務(wù)，僅包含位置數(shù)據(jù)，不包含衛(wèi)星數(shù)據(jù)，所以在iPhone上，無法通過App查看當前衛(wèi)星種類、信號強度等信息。App Store上GNSS View之類的App，星圖信息實際上是通過網(wǎng)絡(luò)獲取的，并非手機和操作系統(tǒng)提供。

另一個思路，是看第三方測試報告。手機產(chǎn)品作為一種電子設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備，各國對其上市銷售，都是有認證測試要求的。具體的認證種類，中國是3C和CTA，美國是FCC和PTCRB，歐洲是CE和GCF。

但是，此類認證測試不涉及手機定位這種僅接收而不發(fā)射信號的功能單元，且認證報告沒有公眾查詢渠道。至于針對手機定位功能的單項測試，目前均由廠家和供應(yīng)商自行完成，基于搜索引擎也沒有找到類似測試結(jié)論。

還有一種硬核的方式，就是自己找一個微波暗室 （射頻信號屏蔽室） 和北斗模擬信號源，自行完成測試。截止本文完成時，本人沒能搞定親自測試所需的設(shè)備，這個鍋就讓疫情背了吧。

硬件參數(shù)研究

手機支持不支持北斗，說到底還是個硬件問題。最后的一招，就是從芯片功能入手研究了。

雖然蘋果不公布具體硬件方案，還好國內(nèi)外有一些機構(gòu)，會把每一代iPhone拆個底朝天，這就為我們的研究留了一條路。

開始這個環(huán)節(jié)之前，先上一張圖，看看手機硬件通用架構(gòu)：

上圖來自蘋果的供應(yīng)商之一Murata （村田） 的官網(wǎng)。從圖中可以看到，手機的GNSS模塊是獨立于CPU的硬件功能。CPU接收GNSS模塊計算給出的位置數(shù)據(jù)，以及衛(wèi)星相關(guān)信息。

在iPhone的設(shè)計中，CPU和通訊基帶由兩顆獨立的芯片承擔。CPU從iPhone 4開始采用蘋果自研的A系列，而通訊基帶供應(yīng)商從早期的英飛凌，到iPhone 4  CDMA版本引入高通，至iPhone 4s開始全面采用高通；后來iPhone 7海外版引入英特爾，直至iPhone XS使用英特爾。今年發(fā)布的新款機型，又將回歸高通。

額外提一句，英特爾的通訊基帶業(yè)務(wù)正是收購自英飛凌，而該業(yè)務(wù)在去年下半年又被蘋果收購，可以預(yù)見的是，幾年后蘋果仍會將這一方案帶回iPhone。

說回衛(wèi)星定位的話題。部分手機廠家如華為，采用的是WiFi+藍牙+GNSS三合一的獨立芯片，而在蘋果使用的高通和英特爾基帶中，集成了GNSS模塊，WiFi+藍牙由一顆單獨的芯片負責。

所以，要確認iPhone是否硬件支持北斗，就要看高通和英特爾的基帶是否支持北斗。 

iPhone 6至今，六代iPhone涉及到的基帶一共八款 （iPhone 7、iPhone 8/X同時采用了高通和英特爾基帶） ，相關(guān)文檔就不一一列出了，感興趣可以自行去高通和英特爾官網(wǎng)查詢。直接上結(jié)論：

高通所有4G LTE基帶，包括iPhone用的，均支持包括北斗在內(nèi)的四家GNSS方案。

iPhone 7、iPhone 8/X、iPhone XS/XR到iPhone 11/SE2這四代，使用的英特爾基帶分別為XMM系列的7360、7480、7560、7660。后兩款在官網(wǎng)的product brief中，明確表示支持包括北斗在內(nèi)的四家GNSS方案，而前兩款定位功能部分沒有具體信息。遺憾的是，由于被蘋果收購，英特爾官網(wǎng)上的XMM系列芯片，詳細技術(shù)文檔均已隱藏。

但好在XMM 7360這款芯片被用于Fibocom L850-GL這個LTE模塊，后者廣泛用于聯(lián)想、戴爾、惠普等多款筆記本產(chǎn)品。這個模塊在Fibocom官網(wǎng)上有詳細參數(shù)，支持包括北斗在內(nèi)的四家GNSS方案。

英特爾同系列的四代芯片，前后都支持北斗，沒道理7480這一代不支持。

所以我們可以說，所有4G階段的iPhone，硬件都是支持北斗的。而正如前面風電水電的例子，CPU直接從基帶獲取位置信息，并不關(guān)心這個位置是通過哪個衛(wèi)星系統(tǒng)的信號運算得出的。

但這是否意味著，這些iPhone使用了北斗的衛(wèi)星信號？

根據(jù)我的一位前同事提供的信息，蘋果內(nèi)部的文檔系統(tǒng)表明，由于某些性能問題 （可能來自于衛(wèi)星系統(tǒng)或手機射頻前端） ，在iPhone的部分舊機型上，蘋果要求基帶廠商修改軟件屏蔽了北斗的數(shù)據(jù)。

通俗地說，iPhone在這些機型上，可以接收北斗信號，但基帶軟件在計算位置時，不會考慮來自北斗衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。這樣的修改具體涉及哪些機型，他沒能給出。

但他表示，iPhone 11這一代，是明確可以使用北斗信號的。

總結(jié)一下

受限于時間和條件，這是個不完美的研究。但綜合多方資料，我們至少可以得出如下結(jié)論：

• 目前廣為流傳的“iPhone不支持北斗”這個觀點是錯誤的。至少，iPhone 11系列是支持北斗的。至于其他機型，我的答案是“無法確定”。

• 所有4G的iPhone機型，硬件都是支持北斗的接收和運算的。至于未來官方是否會通過基帶軟件升級解鎖北斗信號，我并不樂觀，因為這涉及到一系列測試和額外工作。

• 在北斗三代完成聯(lián)調(diào)測試后，北斗的定位性能將明顯優(yōu)于其他三家系統(tǒng)，且iPhone今年發(fā)布的新品將回歸高通基帶，因此后續(xù)iPhone機型對北斗的支持，無需擔心。