当你尝试使用智能**在大城市中导航时，你可能已经注意到了一个问题：你的GPS定位通常非常不准确。有时只有几英尺，但如果你在城市的一个特别密集的地区，那里的卫星信号被高层建筑阻挡，差异可能会大几个数量级。对大多数人来说，这只是现代城市生活中的诸多滋扰之一。但对于那些依靠两个人用智能**在钢铁和混凝土迷宫中寻找对方的公司来说——比如优步——GPS不准确是永无止境的痛苦和挫折的根源。

就像夜间经过的船只一样，司机可以在一个角落寻找一个实际上在街区另一边的车手。这通常会导致取消乘车——优步称之为“浪费供应”——这是司机口袋里的钱，也是优步的钱。当你在一辆车里有几个车手时，这个问题就会成倍的严重。当你开始思考无人驾驶汽车在城市峡谷中漫无目的地游荡，拼命寻找GPS坐标不可靠的车手。。。谈谈你的反乌托邦。

最近，我和两位优步工程师坐下来，他们可能有解决所有这些混乱的办法。2016年，优步收购了安德鲁·爱尔兰（Andrew Irish）和丹尼·伊兰（Danny Iland），当时他们都是加州大学圣巴巴拉分校（UC Santa Barbara）的博士生。此后，他们一直致力于将自己的技术集成到优步的应用程序中。他们最近开始在全球15个城市进行beta测试，根据早期结果，他们现在获得的GPS信号的准确度是以前的两倍。

“我通常说，当有人问我做什么时，我会移动蓝点，”我开玩笑说。这很重要，因为当我坐在曼哈顿下城Verge办公室14楼的办公桌旁打开Uber的应用程序时，我看到我的蓝点在200英尺外的一家酒店外盘旋。Irish和Iland正在做的是试图把那个蓝点移回到街对面，这样当优步司机来找我时，它就尽可能准确了。

全球定位系统项目于20世纪70年代初启动，作为克服以前导航系统局限性的一种方式。它最初是为飞行的东西设计的，比如飞机。因此，一个核心假设是，所有卫星都有一条直接的视线，这意味着信号总是沿直线传播。但现在，由于智能**的普及和优步等基于位置的服务的兴起，这些假设已经改变。

突然，卫星从跟踪飞机发展到跟踪在密集城市中行走的个人的智能**。这些卫星不仅失去了它们的视线优势，还不得不与一片高楼林立、充当反射镜来折射和扭曲信号进行斗争。这种现象，通常被称为“遮蔽”，可以产生高达100米或更高的定位误差，尤其是在像纽约和旧金山这样的高价值市场中。这可能会对优步业务中最敏感的方面造成严重破坏：皮卡。

Iland说：“这显然给我们带来了问题，因为我们可能会认为一名司机所处的道路与他们实际所处的道路不同。”这可能导致ETA完全关闭。”

为了解决这个问题，Iland和Irish使用了一个称为“遮挡建模”的过程，Uber的算法通过该过程查看城市的完整3D渲染，并对你所处的位置、你能看到哪些卫星以及你看不到哪些卫星进行概率估计。美国的GPS星座中有大约30颗卫星，还有一个俄罗斯的GLONASS卫星星座(中国和欧盟正在发射他们自己的GPS卫星。）使用软件开发商可获得的卫星的公共数据，优步能够使用消除过程，在你试图兜风时，更准确地了解你的位置。

“假装只有三颗卫星，”Iland说所以，如果我能看到信号强度很高的卫星C和D，但我看不到卫星B，那么我可能就在街道的左侧，卫星B被一座建筑物挡住了。如果我能看到B和C，但看不到D，那么我可能就在街道的右边。因此，我们使用卫星可见性信息作为算法的一部分，而不仅仅是假设所有卫星都是视线。”

他补充道，“这基本上就像****。除了你看到的以外，你还可以根据你看不到的东西做出假设。”

Irish和Iland使用光线追踪，卫星信号通过强度进行颜色编码，以更好地说明可能的位置并消除噪音。一个令人困惑的影响是多径衰落，在多径衰落中，卫星信号从相互相交的建筑物上反弹，增强了某些本来不在视线内的信号。这会使阴影贴图的算法复杂化，并得出关于驾驶员和骑手最可能位置的错误结论。

“因此，如果你在网格上进行光线跟踪，”Irish说，“然后根据这些位置与卫星信号强度和3D建筑模型的吻合程度，对网格上的这些位置进行评分，我们之前描述的很多噪音影响都是平均值。”每个概率计算需要20到100毫秒，Iland说，对于车手来说，它可以每四秒钟跑一次，对于车手来说，它可以跑得更频繁。”你只想有一个更好的更精确的估计来说明汽车的速度有多快，”Irish补充道。

稍后，我们去曼哈顿西区散步，这样他们就可以告诉我Uber应用程序的改进版在定位我们的GPS位置方面有多好。坐在优步纽约办公室的一间会议室里，我的脑子里充斥着技术术语。但在新鲜的空气中，更容易看到阴影贴图团队的简单修正如何带来世界的不同。我们走在一个公园旁边，那里可以看到开阔的天空，因此GPS读数更准确。我们拐过一条街，天空的视野变窄了，突然我们的蓝点跳到了街区的另一边。然后Iland展示了他的应用程序版本：我们的实际位置和蓝点或多或少是同步的。

阴影地图不一定是解决GPS精度问题的唯一方法。伦敦大学学院副教授保罗·格罗夫斯（Paul Groves）领导了空间大地测量学和导航实验室内的稳健定位和导航研究。他赞扬了阴影地图团队为更广泛的受众带来了GPS改进，但他没有为他们的工作提供充分的赞扬。

“他们的方法并不独特，”格罗夫斯说它部分基于我们在公开文献中发表的工作。还有其他一些研究人员也在研究类似的方法。我们现在有一个实时运行在安卓智能**上的演示系统，尽管仅限于伦敦市中心。”

格罗夫斯说：“这在很大程度上取决于方**上的偏好。”在我看来，使用这些方法的人越多越好。它能给你更好的表现。如果人们真的在利用我们的研究成果，而不是离开并忘记它，那么我们就是在为世界做出贡献，而不仅仅是产生成堆的论文。”

Iland、Irish和他们的团队一年多前开始将遮挡建模集成到Uber应用程序中。2018年2月，他们开始在优步运营的15个城市测试修正算法(不过，在优步将其东南亚业务**给竞争对手Grab之后，其中一些试点城市被关闭了。）早期结果显示，GPS精度提高了两倍，每月取消的次数减少了数千次。他们现在正在等待绿灯，让他们的项目走向全球。

提高全球定位系统（GPS）的准确度与优步或多或少地允许跟踪你的位置无关。去年，该公司从其应用程序中删除了一项备受批评的功能，该功能允许其在出行后跟踪乘客长达五分钟，以修复其在客户隐私方面的不良声誉。相反，Iland和Irish表示，他们只是在利用卫星位置上的公开数据，使在**上打招呼的整个过程更加无缝。

“你需要多久手动输入一次你的地址，而我们不需要你做任何事情就能准确地预测地址？”Iland问道所以这使它成为一种更神奇的体验。当您打开应用程序时，我们已经知道正确的地址，您只需点击请求即可。”