Скорость света, частота процессора и при чем тут геолокация.

Современный человек, счастливый обладатель смартфона, хоть иногда пользуется сервисами геолокации на своем устройстве. Все, кто имел опыт такового использования, говорят одно и то же, координаты определяет не точно, легко запутаться с местоположением... Особенно, когда находишься в незнакомом месте, трудно сориентироваться в каком направлении необходимо двигаться. В последнее время грешат даже на глушилки сигнала, в связи с проведением СВО.
Всё это - скорее всего, имеет место быть.

Данной статьёй хочу попытаться раскрыть суть геолокации на смартфоне (может я и ошибаюсь, я всего лишь обыватель, который рассуждает на темы, в которых не является специалистом), и объяснить, при чем тут тактовая частота процессора на устройстве.

На многих смартфонах установлено приложение компас, на нем указываются координаты устройства, точность данных координат достаточно низка, и ее хватает только для приблизительного понимания где находится устройство (указаны градусы, минуты и секунды, чего с учетом размеров
нашей планеты достаточно для того, чтобы понять, где именно находится устройство, с точностью до 30 метров) Т.к. диаметр нашей планеты 40 075 км. не составит труда понять, что одна секунда это примерно 30 метров.

Недавно столкнулся с необходимостью проведения топографической съёмки моего земельного участка, для этого используются специальные спутниковые геодезические приборы, но по своей сути, таковые вполне могут быть заменены в будущем обычным смартфоном. Объясню почему. Если говорить об радиоэлектронном способе измерения расстояний, то все приборы,
основанные на этом принципе, а смартфон не исключение, измеряют расстояние, которое проходит радиоволна от базовой точки, до объекта, который необходимо определить в пространстве. Как известно, в пространстве радиоволны распространяются со скоростью света, равной 299 792 458 метров в секунду. Следовательно, всё максимально просто: для того, чтобы узнать местоположение смартфона, нужно всего - лишь знать, какое расстояние пройдет радиоволна от базовой станции до смартфона. Что может быть проще? S = V*t где S - путь, V - скорость, в данном случае скорость света, t - время.. :) Физика шестого класса.... Если мне память не изменяет...

Теперь, читатель, я хочу тебя одновременно и обрадовать и огорчить. Обрадовать в смысле, что геолокацию смартфона можно проводить намного точнее, и мне не понятно, почему до сих пор смартфоны не соответствуют таковой точности, а огорчить - в том смысле, что данной точности всё равно не достаточно, в современном мире, для езды беспилотных автомобилей, для составления точных кадастровых карт, для того, чтобы сложные спутниковые гео-приборы канули в лету...
Но давайте по порядку. Итак, для того, чтобы найти расстояние от базовой точки до устройства нам всего лишь необходимо воспользоваться формулой:

S = V*t Но, вся сложность заключается в том, что современные, общедоступные
устройства измерения времени ограниченны милисекундами (современные языки программирования в качестве базовой едниницы измерения времени оперируют миллисекундами System.currentTimeMillis()) Но какую точность измерений мы можем получить на основе таковой точности времени? V = 299 792 458 соответственно, за одну миллисекунду радиоволна/свет, пролетают в пространстве 299 793 метра. Точность - явно не достаточная, и в смартфонах явно большая. Для получения точности менее метра нам нужны наносекунды, в высокоуровневых языках программирования не доступные, но! На уровне железа смартфонов вполне возможные, объясню почему.

Тактовая частота процессора смартфона, количество операций, которое процессор может обработать в секунду, а одна операция это как минимум операция прибавления единицы к числу. Итак, современный процессор имеет частоту примерно 2000 мегагерц, то есть в секунду он может совершить
2 000 000 000 операций, за время проведения одной операции свет/радиоволна в пространстве пролетает расстояние равное 299 792 458 / 2 000 000 000 ~ 15 см. Согласитесь, в сравнении с 30 метрами, точность кажется невероятно фантастической, но вполне достижимой без увеличения частоты работы процессоров. Всего лишь необходимо добавить в смартфон модуль с частотой 2000 мегагерц, который будет отвечать за геолокацию и только.
Почему простому обывателю не доступна таковая точность - вопрос без ответа. Ну а для точности до сантиметра нам необходимо увеличение частоты процессоров, что возможно при условии использования новых материалов для их изготовления, возможно, в недалеком будущем.