打開手機地圖，螢幕上的藍色小點很快就會出現在你所在的位置。走路時，它會跟著移動；坐車時，它還能告訴你在哪條路上，甚至提醒下一個路口要轉彎。很多人會說：「這就是GPS。」其實這個說法只對了一部分，因為GPS只是「衛星定位」的一種，而現在的手機通常還會同時利用Wi-Fi、行動電話基地台和各種感測器，一起判斷你究竟在哪裡。
衛星定位的正式大類名稱叫做「全球導航衛星系統」，英文縮寫是GNSS。它的原理，是讓許多繞著地球運行的衛星，不斷向地面廣播自己的位置和非常精確的時間。手機收到這些訊號後，就能計算自己與不同衛星之間的距離，最後推算出所在位置。美國的GPS就是其中一套系統，另外還有歐洲的Galileo、中國的北斗、俄羅斯的GLONASS等。因此，把所有衛星定位都叫GPS，就像把所有搜尋引擎都叫Google一樣，大家聽得懂，但並不完全精確。
有趣的是，衛星通常並不是在「找你」，而是手機自己算出「我在哪裡」。衛星只是不停向地球發訊號，好像天空中有很多座會報時的燈塔。假設手機收到第一顆衛星的訊號，知道自己距離它大約兩萬公里，那麼手機只能知道自己位在一個很大的可能範圍內。再收到第二顆、第三顆衛星後，可能的位置就會愈縮愈小。實際進行三維定位時，通常至少需要四顆衛星，因為手機除了要算出東西、南北和高度，還要一起修正手機時鐘的誤差。
手機又是怎麼算出自己距離衛星多遠的呢？答案藏在「時間」裡。衛星訊號以接近光速的速度傳到地球，訊號中還帶著發送時間。手機比較訊號發出與收到的時間差，就能估算訊號飛了多遠。可是光的速度非常快，就算時間只差百萬分之一秒，距離就可能差上數百公尺。因此，衛星上必須裝有非常精確的原子鐘，手機也要利用多顆衛星的資料來修正誤差。
不過，當你打開手機地圖時，手機通常不會傻傻地只等衛星回答。現代手機比較像一名同時詢問很多證人的偵探。站在戶外時，它可以利用GPS、Galileo、北斗等衛星訊號；進入室內後，如果衛星訊號變弱，手機就可能看看附近有哪些Wi-Fi基地台，再利用資料庫推測你位於哪個地方。即使沒有連上那些Wi-Fi，只要手機偵測得到它們，有時也能成為定位線索。
行動電話基地台同樣可以幫忙。手機平常就會與附近基地台聯絡，如果知道周圍有哪些基地台，就能大概判斷自己位於哪一區。這種方法通常沒有衛星定位那麼精準，可能只能知道你在某個街區附近，但它的優點是速度快，而且在室內常常仍然能使用。
手機裡的感測器也會加入這場「定位辦案」。例如電子羅盤可以判斷你朝哪個方向，加速度計能感覺手機是否正在移動，陀螺儀可以知道手機如何轉動。有些手機還有氣壓計，可以協助判斷高度變化。因此，如果你剛從戶外走進地下街，衛星訊號突然消失，手機仍可能根據剛才的位置、行走方向和移動距離，暫時推算你目前大概走到了哪裡。
這也說明為什麼地圖上的藍色小點旁邊，常會出現一圈淡藍色圓圈。那個圓圈其實是在告訴使用者：「手機認為你大概在這個範圍內，但不能百分之百確定。」如果衛星、Wi-Fi和基地台資料都很充足，圓圈通常比較小；如果定位訊號很差，圓圈就可能變得很大。
衛星定位也有不少限制。最明顯的問題就是「怕被遮住」。衛星距離地面非常遠，傳到手機上的訊號其實相當微弱，因此站在空曠的戶外通常定位最好，但到了地下室、捷運隧道、大樓深處或地下街，訊號就可能被牆壁和屋頂擋住。
就算站在戶外，高樓林立的都市也可能讓定位出錯。衛星訊號原本應該直接從衛星傳到手機，但有時會先撞到玻璃帷幕或牆壁再反射到手機，使訊號多繞了一段路。手機如果以為這段額外距離是衛星與自己的真正距離，就可能把位置算偏。這就是為什麼導航有時會突然把你「丟到隔壁道路」。不是你學會了瞬間移動，而是衛星訊號在高樓之間繞了點遠路。
大氣也會造成誤差，另外還有人為干擾的問題。由於衛星定位訊號很弱，強大的無線電干擾可能讓接收器收不到正確訊號，甚至有人能製造假的衛星訊號，欺騙設備以為自己位在另一個地方。這種情況稱為「衛星定位欺騙」。因此，飛機、船舶或重要設施通常不能只依賴單一定位方式。
另一個常見問題是：「沒有網路，GPS還能不能用？」答案是可以。GPS基本上是手機接收衛星訊號後自己計算位置，因此沒有SIM卡、沒有行動網路，仍然可以取得經緯度。不過，沒有網路不代表一定看得到地圖。如果手機沒有事先下載地圖資料，它可能知道自己位於某個經緯度，卻沒有道路和地名可以顯示。另外，網路也能提供一些輔助資訊，使手機更快找到衛星，因此有網路時，第一次定位通常會比較迅速。
同樣地，手機知道你的位置，也不代表所有App都能自動知道你在哪裡。手機作業系統會管理定位權限，因此第一次開啟地圖、叫車或其他需要位置的App時，常會跳出「使用App期間允許」、「只允許一次」或「精確位置」等選項。這些設定就是在決定哪些程式可以取得手機算出的定位資料。
簡單來說，衛星定位就像天空中有許多位置已知的燈塔，手機測量自己距離幾座燈塔有多遠，再算出自己的位置。GPS只是其中一套衛星系統，而今天的智慧型手機更加聰明，還會詢問Wi-Fi、基地台、指南針和其他感測器一起幫忙。
所以下次看到地圖上的藍色小點時，可以想像手機正忙著開一場小型偵探會議。衛星說「你大概在這裡」，Wi-Fi說「我認得這附近」，基地台說「至少確定在這一區」，感測器則補充「而且你正在往東走」。把所有線索拼在一起之後，手機才終於回答我們最簡單、其實也最不簡單的一個問題：「我現在到底在哪裡？」
看更多：「晶圓代工」是什麼？歷史為何？有什麼難度？為何世界上沒有太多公司做？台灣的排名如何？
（完）
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範例問題：
- 如果有一天所有衛星定位系統都暫時停止運作，你覺得我們的生活會受到哪些影響？除了手機導航之外，還有哪些工作可能會遇到麻煩？
- 手機可以利用衛星、Wi-Fi、基地台等方式知道我們的位置。你覺得這項科技帶來哪些方便？又可能產生哪些隱私問題？我們應該怎麼保護自己？
- 在地下室、高樓很多的城市或隧道裡，衛星定位可能會變得不準。如果要你設計一套「沒有GPS也不會迷路」的導航方法，你會利用哪些工具或線索？為什麼？
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