如何优化消费电子设备内的GPS系统

各种创新的节能技术

　　如果用软件来实现基带处理，开发人员就可以对处理有更多的控制和更大的灵活性，并可用灵敏度换取较低的功耗。除了采用那些在最差工作条件下减小处理负荷的技术外，开发人员还采用如下技术：

● 系统级功耗管理。如果用软件来实现基带处理，GNSS系统可获取各种系统级状态，从而确定设备当前在忙些什么。例如，如果用户目前未使用屏幕因而背光（backlight）关闭，则定位处理也可以减少。

● 继续维持GNSS时钟。开发人员可维持 GNSS 时钟的工作，而不用关闭整个GNSS接收系统。虽然这要消耗电能，但因为无需恢复时钟，所以能够缩短信号收集的时间，在更快的信号数据采集和功耗之间取得平衡。

● 保存最后的已知位置信息。知悉大约的位置信息，就能更快确定位置所在。

● 保存卫星轨道数据。GNSS接收器可能会在通过桥梁或都市峡谷等情况下失去GNSS信号。而保存轨道参数（年历与星历）后，接收器就能够热启动，从而把首次定位时间（TTFF）从30 多秒减少到3 秒以内。

● 通过预测未来卫星轨道数据来确保更快的首次定位时间。GNSS接收器需依赖精确的卫星星历 （Ephemeris）数据来实现精确的导航定位。一般而言，每个导航用的卫星每绕地球一周都会将自己的星历至少更新一次（例如美国的GPS 就是每11小时58分更新一次）。每次卫星在地平线上升起，GNSS接收器就需要下载一个新的星历（一般需要30秒）。目前已有一些方法可协助 GNSS 接收器通过一条 TCP/IP 链路实现下载，通过该链路，所有卫星星历的预测参数均可下载，从而加快星历预测。这对缩短 TTFF贡献巨大，可使接收器在任何时刻（甚至是首次开机时），都可以在3秒内完成定位。

● 减少发送信号数据。如果基带处理器不打算使用整个GNSS信号，就没必要发送这个信号。这样，开发人员可以降低信号速率；而无需使接收器由于满速率工作而耗费最大功率。处理器如果有空闲周期便会失去处理更多取样数据的机会，但却能节省许多电能。

● 实施功率占空（power duty-cycling）技术。当基带处理器在运行时，会分析GNSS信号间的相互联系，解调重叠的数据，并通过计算一系列联立方程来获得纬度、经度、时间和高度的数据；这会涉及一整套功率密集的操作。通过维系GNSS时钟，以及保存最后的已知位置和卫星轨道数据，就有可能定期关闭对 GNSS 基带的供电。在这种情况下，系统仍然能非常迅速地重新获取定位信号，而且其导航性能往往可媲美连续工作中的接收器，所节省的电能则与基带的开／关闭时间比成正比。

● 利用智能推算定位技术。借助推算定位技术或采用更低的信号速率进行交错定位计算，能在降低处理负荷之余维系足够精度。如果基带也能利用某些辅助信息（例如知道被定位的汽车正行驶在一条高速公路上，而其前方半英里没有出口），那就可以运用更加智能的推算定位技术。

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