Pourquoi GPS sur l'utilisation iPhone tant de puissance?

Question

Je continue à lire dans des articles que le GPS sur l'iPhone ou un téléphone cellulaire pour cette matière, utilise beaucoup de puissance, mais je ne l'ai jamais entendu expliquer pourquoi.

Pourquoi est-ce? Le téléphone n'a pas à transmettre comme il le fait avec la 3G ou WiFi.

Est-ce que l'acte même de recevoir et d'amplifier le signal prendre beaucoup de puissance?

Ou est-il utilisé par la CPU? Je trouve difficile de croire que le calcul nécessaire pour traiter le signal GPS taxerait un processeur moderne.

Alors, d'où vient la fuite d'alimentation?

Answer 1

Pour obtenir une position GPS semi-précis, vous avez besoin d'au moins trois satellites (mais généralement quatre ou plus est nécessaire pour obtenir un degré de précision décent) pour trianguler votre position. Plus vous avez plus la précision.

A besoins de récepteur GPS pour alimenter son antenne et traiter en permanence le signal émis par chaque satellite. Rappelez-vous que les satellites transmettent continuellement des messages. (50 bits / sec pour autant que je me souvienne)

Les satellites émettent des messages spécifiant leur emplacement exact, la trajectoire, la vitesse, le temps que chaque message a été envoyé et l'emplacement approximatif de tous les autres satellites de la constellation.

En comparant cette information au moment où le signal a été reçu une distance entre le satellite et le récepteur peut être déterminée. Lorsque vous avez trois ou plusieurs satellites vous pouvez trianguler votre position en trois dimensions par rapport aux positions des satellites.

L'iPhone (et d'autres téléphones) utilisation A-GPS, qui est conçu pour (croyez-le ou non) entre autres, faire fonctionner le GPS mieux dans les régions pauvres de réception (villes?) Et de réduire la quantité d'informations que le besoins du récepteur des satellites, permettant ainsi de réduire la puissance de la batterie de l'antenne.

Les parties du signal GPS sur l'emplacement, la vitesse et la trajectoire orbitale habituellement abandonnent d'abord quand à la réception faible, c'est où A-GPS unique dans, l'alimentation cette information pour chaque satellite dans cette partie du monde au téléphone, de une base de données centrale par l'intermédiaire du réseau mobile. Maintenant, le téléphone a juste pour rechercher les signaux courts de synchronisation de chaque satellite, qui sont plus faciles à recevoir que les autres parties de la transmission.

Lorsque toutes ces informations est calculée, un algorithme (il y a un peu pour autant que je sache) est utilisé pour calculer la position du récepteur réelle.

Maintenant, ajoutez à cela le fait que les messages GPS sont codés et que les satellites diffusent les messages à environ 50 bits par seconde. Et que chaque message est vraiment un sous-ensemble de cadres avec le temps, la position, la correction d'erreur, etc., etc.

Il y a plus de facteurs Involver, mais dans le but de faire de ce simple, le cpu de GPS doivent constamment utiliser la radio (déjà avide de pouvoir) pour capturer le signal (qui peut être faible!) Pour généralement quatre ou plus (parfois à 20!) satellites qui envoient constamment des paquets, il doit décoder et de les traiter, effectuer des calculs pour analyser les résultats et dans certains cas, dessiner une carte ou nourrir une application avec l'info.

Comme vous pouvez le voir, cela semble facile, mais ce n'est pas. Il y a beaucoup de traitement du processeur impliqué dans le dos (plus la puissance de l'antenne!)

Ainsi, la consommation d'énergie GPS provient généralement de la nature en temps réel de l'opération. Mise sous tension de l'antenne, à l'écoute des informations et de les traiter, les utilisations de puissance, plus qu'une simple antenne radio en veille (le téléphone) en attente d'un appel. De plus l'A-GPS utilise également la radio du téléphone et (le cas échéant) des réseaux Wi-Fi afin de déterminer son emplacement (et l'utilisation moins d'infos GPS), ce qui signifie plus de puissance est utilisé en même temps.

La page Wikipedia GPS a beaucoup d'informations détaillées si vous souhaitez obtenir les détails et / ou plonger dans plus GPS geekery, y compris les trucs de mathématiques et de correction d'erreur.

Answer 2

Bien que la réponse de Martin a tonnes d'informations, je vais ajouter une réponse qui diffère sur plusieurs points clés que je ne me sens pas à l'aise éditer son article pour le modifier de manière substantielle.

En un mot, la CPU prend le pouvoir et le GPS maintient la CPU de dormir. De plus, avec des mises à jour de l'emplacement d'arrière-plan, les applications peuvent désormais entrer dans l'état bas de puissance alors même que les clôtures géo et l'enregistrement à distance est activé pour que l'application peut se réveiller périodiquement pour obtenir des corrections plus précises sans garder la CPU + circuit GPS actif pendant des heures. En déclenchant une solution GPS haute précision une fois tous les 15 à 45 minutes lors d'une randonnée est beaucoup plus écoénergétique que d'avoir besoin des mises à jour de localisation constante qui est ce que le système d'exploitation changements permettent maintenant.

Oui, l'antenne circuit GPS ne prend une puissance supplémentaire pour faire les calculs de temps et recracher un emplacement mais étant donné que l'antenne est reçu seulement et aucun besoin de signal à amplifier, ce drain de puissance est plus d'une erreur d'arrondi que la cause de la forte consommation d'énergie. Le traitement du signal et les mathématiques compliqué à cracher sur l'emplacement, l'erreur probable et des vecteurs de vitesse se fait dans la puce de silicium GPS et non le processeur du téléphone.

Toutes les unités GPS portables doivent recevoir et traiter les signaux d'antenne GPS - de sorte que la consommation d'énergie est susceptible d'être similaire dans tous les appareils utilisant les chipsets GPS modernes. De plus l'énergie de deux piles AA est de 4,2 Wh qui se compare très bien à l'iPhone 3 et 4 capacités de la batterie. Ainsi, la grande différence dans les temps de fonctionnement entre dire un Garmin et un iPhone est l'application qui utilise les données exécute une puissance beaucoup plus faim CPU iPhone et de l'écran.

Avoir une application au premier plan de traitement en permanence les données GPS (ou en arrière-plan, mais elle dort très bien moins que la normale) est ce qui rend l'énergie de la batterie de l'iPhone utilisation beaucoup plus vite qu'une seule unité GPS but. (Dont l'écran et l'utilisation du CPU beaucoup moins d'énergie et le sommeil beaucoup plus du temps que l'iPhone ne)

Un mal conçu l'application iPhone qui vérifie en permanence et l'envoi / réception de données pour signaler un emplacement ou réagir aux dernières nouvelles données utilisera plus d'énergie que vous pourriez attendre. Une application bien conçue qui doit être en cours d'exécution tout le temps drainera De même la batterie de la plupart des iPhones en 3 à 5 heures.

Si l'iPhone transmet des données ou la recherche de signaux cellulaires faibles - ce circuit sera sur son niveau de consommation le plus élevé. Randonnée sur la couverture cellulaire est un « double coup dur » de la transmission du modem cellulaire à puissance élevée pour parler à une tour lointaine ou de rechercher une couverture en même temps les données de localisation GPS empêche la CPU de dormir aussi souvent. Vous pouvez le voir en allant à l'application des paramètres et comparant la veille et le temps d'utilisation avec et sans GPS actif.

Answer 3

puces GPS dessiner , les puces mobiles modernes dessiner encore moins ) . L'antenne ne tire pas de courant, qui est pas comment antennes travail (I suppose l'amplification du signal et le filtrage est manipulé à l'intérieur de la puce GPS. Dans le cas contraire, cela ajouter un peu à la consommation électrique). Donc, en 1 heure, la puce tire de la batterie 50 MWh si à pleine puissance. La batterie de l'iPhone a une capacité de ~ 5000 mWh (~ 1400mAh * 3.8V), ce qui signifie qu'il pourrait alimenter la puce pendant 100 heures, si cela était la seule chose qu'il a fait. En réalité, la puce ne fonctionne pas en continu à pleine puissance et il éteindra même si le GPS est activé, à moins qu'une application exige activement le suivi GPS - dans ce cas, un tirage de puissance beaucoup plus élevée est causée par la CPU et l'écran ( 0.5-1.5W ).

Answer 4

Des mesures réelles de la vie, prises avec suivi GPS sur, hors carte utilisée (application Galileo), toutes les autres radios (mode avion) ??et d'économie d'énergie sur.

1. iPhone SE, iOS 9 consume 220 mW moyenne

2. iPhone 5s consume 480 mW moyenne

pour référence, pré-android, GPS avec TrekBuddy

3. héritage consume Sonim 700 mW moyenne

soutient la déclaration ci-dessus, 50 mW (un quart) de la puissance est utilisée pour le GPS et le reste pour l'affichage et d'autres smarts dans le téléphone.

Vous pouvez toujours brûler plus de puissance, mais ce n'est pas à cause du GPS, mais le plus probable pour le chargement des cartes en ligne avec une couverture de données mobiles pauvres / marginaux.