[发明专利]一种降低GPS功耗的方法

说明书

技术领域

本发明涉及定位领域，尤其是一种降低GPS接收机功耗的方法。

背景技术

随着人们对BLS(Based Location Serices，基于位置的服务)需求的飞速增长，无线定位技术也越来越得到重视。定位、导航服务已经成为所有移动设备(智能手机、掌上电脑等)的标配。而定位导航技术中，目前精度最高、应用最广泛的，自然非GPS莫属了。GPS定位系统是指利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，简称GPS(Global Positioning System)。GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。

众所周知，一项服务的功耗会直接影响到该服务在移动设备中的推广使用。而在目前的GPS定位服务中，接收机的功耗很高。作为接收机本身来说，消耗的功耗主要由两部分组成：GPS定位部分，耗流约占70％；基带(BaseBand)GPRS部分，耗流约占30％。

在现有技术中，基带GPRS部分的功耗比较固定(排除不同基带芯片厂商的功耗差别)，根据上报频率而确定，上报频率越高则功耗越大，反之则越小。而GPS定位部分的具体实现则有不同，从而带来了功耗的不同。进一步的分析GPS定位部分的功耗：从策略上考量，大致可以归纳为2种做法：1)GPS常开；2)GPS有开关的策略。

现有的GPS定位存在如下的问题：

1)GPS常开，功耗巨大；

2)GPS有开关的策略，功耗有优化，相应地带来副作用：

i.GPS的定位与否跟当时环境有很大关系，包括所处位置地形、当时的天气情况、GPS的天线朝向等等，由于GPS不是常开策略，因此存在GPS打开的时间不够长导致不能定位的问题。

ii.在用户体验中，GPS关闭的时间越长，用户从室内步入室外获得第一次定位所需的时间也越长。如果定位时间过长，会严重影响用户的用户体验。

因此，降低GPS接收机的功耗是迫切需要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有的GPS接收机中功耗过高引起的用户体验下降的问题。本发明人综合统计大量的GPS定位样本数据后，分析各种情况下的定位信息，总结出两个对于定位十分重要的变量：卫星数量和每颗卫星的信噪比，这两个变量和定位时间及定位成功的概率呈正比关系，即卫星数量越多并且卫星信噪比越高，那么定位时间会大幅降低，定位成功的概率也会大幅提高。

另一方面，GPS接收机在尝试定位的过程中，其中一部分工作时间是与卫星进行绝对时间的同步，如果我们通过其他低耗流办法保证GPS时间精准，那么就相对减少了GPS芯片为了定位而需要工作的时间，进一步降低定位器的功耗。

本发明人从卫星数量、卫星信噪比、时钟信号方面入手，提出解决方案：

1)提高能够搜索到的卫星数量：

地球同步轨道上的所有GPS卫星的运行是有规律的，因此当某一时刻，位于地球上某个位置来说，头顶上方的卫星信息(包括数量)是可以计算出来的。这些卫星信息简称星历，定位器完全可以利用GPRS从云端服务器下载到卫星星历数据，从而可以大大减少GPS芯片搜寻卫星信息的工作时间，GPS芯片工作时间的减少就意味着功耗的降低。

2)分析卫星的信噪比：(信噪比：有效信号与噪声之比，反映了某颗卫星当时的信号强度，与信号强度呈正比关系)

通过下载星历的方式可以大幅减少搜索卫星的时间，但是卫星信噪比是由周围环境决定的，无法通过人为进行提高。但从信噪比的数据中可以大体分析出当前所处的环境。(主要是室内和室外的区分，在室内由于有屋顶遮挡，GPS是无法定位的)

3)利用“低频时码授时技术”，达到时钟精确同步的目的：用无线电波传播时间信息。即利用无线电波来传递时间标准.然后由授时型接收机恢复时号与本地钟相应时号比对，扣除它在传播路径上的时延及各种误差因素的影响，实现时钟的同步。接收机本身具备无线电波射频接收模块，功耗也低，因此可以很好的利用这种成熟的无线电波授时技术，将GPS接收机的时钟精确到1ms左右，从而提高GPS定位的速度和准确率。

本发明正是基于此目的，根据GPS接收机的工作特点而发明了一种降低GPS接收机功耗的方法。该方法包括如下步骤：