[發(fā)明專利]一種降低GPS功耗的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310177807.8
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN103235323A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱宇;李仕秋;彭明山;陳小鵬;孟振威;王泰運
• 申請（專利權(quán)）人: 易訊思創(chuàng)(北京)科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G01S19/34
• 分類號: G01S19/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及定位領(lǐng)域，尤其是一種降低GPS接收機功耗的方法。

背景技術(shù)

隨著人們對BLS(Based?Location?Serices，基于位置的服務(wù))需求的飛速增長，無線定位技術(shù)也越來越得到重視。定位、導(dǎo)航服務(wù)已經(jīng)成為所有移動設(shè)備(智能手機、掌上電腦等)的標配。而定位導(dǎo)航技術(shù)中，目前精度最高、應(yīng)用最廣泛的，自然非GPS莫屬了。GPS定位系統(tǒng)是指利用衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實時進行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)，簡稱GPS(Global?Positioning?System)。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機的具體位置。

眾所周知，一項服務(wù)的功耗會直接影響到該服務(wù)在移動設(shè)備中的推廣使用。而在目前的GPS定位服務(wù)中，接收機的功耗很高。作為接收機本身來說，消耗的功耗主要由兩部分組成：GPS定位部分，耗流約占70％；基帶(BaseBand)GPRS部分，耗流約占30％。

在現(xiàn)有技術(shù)中，基帶GPRS部分的功耗比較固定(排除不同基帶芯片廠商的功耗差別)，根據(jù)上報頻率而確定，上報頻率越高則功耗越大，反之則越小。而GPS定位部分的具體實現(xiàn)則有不同，從而帶來了功耗的不同。進一步的分析GPS定位部分的功耗：從策略上考量，大致可以歸納為2種做法：1)GPS常開；2)GPS有開關(guān)的策略。

現(xiàn)有的GPS定位存在如下的問題：

1)GPS常開，功耗巨大；

2)GPS有開關(guān)的策略，功耗有優(yōu)化，相應(yīng)地帶來副作用：

i.GPS的定位與否跟當時環(huán)境有很大關(guān)系，包括所處位置地形、當時的天氣情況、GPS的天線朝向等等，由于GPS不是常開策略，因此存在GPS打開的時間不夠長導(dǎo)致不能定位的問題。

ii.在用戶體驗中，GPS關(guān)閉的時間越長，用戶從室內(nèi)步入室外獲得第一次定位所需的時間也越長。如果定位時間過長，會嚴重影響用戶的用戶體驗。

因此，降低GPS接收機的功耗是迫切需要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有的GPS接收機中功耗過高引起的用戶體驗下降的問題。本發(fā)明人綜合統(tǒng)計大量的GPS定位樣本數(shù)據(jù)后，分析各種情況下的定位信息，總結(jié)出兩個對于定位十分重要的變量：衛(wèi)星數(shù)量和每顆衛(wèi)星的信噪比，這兩個變量和定位時間及定位成功的概率呈正比關(guān)系，即衛(wèi)星數(shù)量越多并且衛(wèi)星信噪比越高，那么定位時間會大幅降低，定位成功的概率也會大幅提高。

另一方面，GPS接收機在嘗試定位的過程中，其中一部分工作時間是與衛(wèi)星進行絕對時間的同步，如果我們通過其他低耗流辦法保證GPS時間精準，那么就相對減少了GPS芯片為了定位而需要工作的時間，進一步降低定位器的功耗。

本發(fā)明人從衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星信噪比、時鐘信號方面入手，提出解決方案：

1)提高能夠搜索到的衛(wèi)星數(shù)量：

地球同步軌道上的所有GPS衛(wèi)星的運行是有規(guī)律的，因此當某一時刻，位于地球上某個位置來說，頭頂上方的衛(wèi)星信息(包括數(shù)量)是可以計算出來的。這些衛(wèi)星信息簡稱星歷，定位器完全可以利用GPRS從云端服務(wù)器下載到衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)，從而可以大大減少GPS芯片搜尋衛(wèi)星信息的工作時間，GPS芯片工作時間的減少就意味著功耗的降低。

2)分析衛(wèi)星的信噪比：(信噪比：有效信號與噪聲之比，反映了某顆衛(wèi)星當時的信號強度，與信號強度呈正比關(guān)系)

通過下載星歷的方式可以大幅減少搜索衛(wèi)星的時間，但是衛(wèi)星信噪比是由周圍環(huán)境決定的，無法通過人為進行提高。但從信噪比的數(shù)據(jù)中可以大體分析出當前所處的環(huán)境。(主要是室內(nèi)和室外的區(qū)分，在室內(nèi)由于有屋頂遮擋，GPS是無法定位的)

3)利用“低頻時碼授時技術(shù)”，達到時鐘精確同步的目的：用無線電波傳播時間信息。即利用無線電波來傳遞時間標準.然后由授時型接收機恢復(fù)時號與本地鐘相應(yīng)時號比對，扣除它在傳播路徑上的時延及各種誤差因素的影響，實現(xiàn)時鐘的同步。接收機本身具備無線電波射頻接收模塊，功耗也低，因此可以很好的利用這種成熟的無線電波授時技術(shù)，將GPS接收機的時鐘精確到1ms左右，從而提高GPS定位的速度和準確率。

本發(fā)明正是基于此目的，根據(jù)GPS接收機的工作特點而發(fā)明了一種降低GPS接收機功耗的方法。該方法包括如下步驟：