Technology

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12 Dec 2024

LEAP技术

LEAP 是“低能耗精确定位”的缩写。

借助GNSS低功耗高精度定位技术,迈向未来 

LEAP(低功耗高精度定位)是一项突破性技术,旨在解决电池供电设备面临的两大根本需求。其一是在电池耗尽前尽可能延长数据采集时间。 其次,数据必须尽可能准确可靠。LEAP 通过最大限度地减少频繁充电的需求,同时最大限度地提高数据精度,从而提供卓越的产品体验并提升用户满意度。  

让我们深入探讨 LEAP 技术如何超越传统的 GNSS 追踪。 传统追踪系统依赖于捕获尽可能多的卫星信号来输出精确位置。这些系统在追踪多颗卫星时消耗固定量的能量,却未考虑信号质量,也未评估所消耗的能量是否带来实际收益。这种方法往往导致电池使用效率低下和不必要的能量消耗。

智能信号选择 

LEAP技术引入了智能信号选择流程,确保仅追踪最具价值的卫星,从而获得更高的定位精度。该技术采用多项标准来有效筛选卫星。

1) 例如,优先采用通过直线视距到达GNSS天线的信号,而忽略受反射(多径干扰)影响的信号。 

2) 此外,优先考虑位于特定仰角以上的卫星。 

信号强度对定位精度起着关键作用。信噪比高的强信号可提供更精确的定位测量,而较弱的信号则可能引入误差。  

3) LEAP 技术会丢弃或有选择地避免跟踪较弱的信号,仅专注于那些有助于提供精确位置数据的信号。这一过程在节省能量的同时,进一步提升了信息质量。

将关注点从 GNSS 芯片扩展到整个 GNSS 解决方案,可以发掘出更多的节能潜力,特别是对于低噪声放大器 (LNA) 等外部组件。  

4) LEAP 技术根据实际需求启用 LNA,在不影响功能的前提下实现节能。 

 

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辅助 GNSS 数据下载  

通过使用辅助数据(包括星历、星历表和校正信息),可以进一步节省功耗。LEAP 技术利用从互联网获取的数据,并将这些信息注入 GNSS 接收器,从而避免在启动时消耗大量能量直接从卫星下载和解码轨道数据。   

5 mW 低更新率跟踪 

GNSS接收机在连续跟踪模式下默认每秒输出一次位置(1 Hz)。 对于许多应用而言,每秒接收一次位置信息可能超出了实际需求。将更新率降低至每两秒一次(0.5 Hz)仍可满足许多用例的要求,同时将功耗进一步降低 30%,降至 5 mW。 因此,在使用 LEAP 模式并降低更新率的情况下,电池寿命可延长(最长可达 2 倍或 100%)。

效率与精度的结合:降低 50% 的功耗,实现精确定位 

综合利用所有改进措施(1)至(4),在保持开阔地、森林和城市峡谷等不同环境下卓越定位精度的同时,成功将能耗降低了50%。 

 

Infographic from u-blox showing power consumption at different update rates in LEAP mode: L1 1 Hz uses 10 mW, LEAP 1 Hz uses 7 mW, and LEAP 0.5 Hz uses 5 mW, highlighting reduced power usage with LEAP.

适用场景

sports accessories (sport and smart watches)

Sports accessories (sport and smart watches)

These customers are in need of GNSS reception but with reduced power consumption.
Their solutions integrate many features (e.g. heart rate) within the same low power budget while using small batteries to make the product smaller.
This is crucial to reach a broader market and audiences that prefer slimmer designs.

People and animal trackers

People and animal trackers

When a device goes beyond the geofence, a location update every few minutes is not enough to accurately locate the tracker.
The operator must then keep the system on, which rapidly depletes the battery.
For emergency situations, it is important to have the longest battery life.

Fitness trackers

Fitness trackers

With high penetration in the mass market in recent years, these devices are simple, low cost and slim.
Fitness trackers need GNSS to accurately track workouts in real-time.
However, they must stay at the same price point and still look slim to remain attractive.

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