woman checking messages on her smartwatch

可穿戴GNSS技术

可穿戴技术已从最基本的计步器发展到了今天。如今的设备不仅能监测心脏健康状况、指导运动员进行训练、保障独居工作人员的安全,还能帮助家人保持联系——同时,其外形设计比以往任何时候都更加小巧便捷。 这些体验的背后离不开 GNSS 定位技术,而对该技术的要求也达到了前所未有的高度。 

在本页面,您可以深入了解可穿戴设备市场,掌握这些设备面临的独特定位挑战,并探索 u-blox 如何满足现代可穿戴设备对定位精度、能效及紧凑尺寸的需求。

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可穿戴技术的应用场景

如今,可穿戴设备能够满足极其多样化的需求。无论是在消费级市场还是专业级市场,精准定位都是使这些应用得以正常运行的共同基础。 

Hiker on a mountain ridge, illustrating GNSS positioning in remote terrain

户外与探险

徒步者、骑行者和探险者依赖可穿戴设备进行路线导航、距离追踪,以及在需要救援或支援时分享紧急位置信息。定位功能必须足够稳定且节能,以确保在无需充电的情况下支持为期数天的探险活动。 

Close-up of a person wearing smart glasses, illustrating wearable technology and augmented reality applications

情境感知与增强型可穿戴设备

智能眼镜等设备将定位功能与实时环境感知相结合,从而实现辅助导航和增强现实叠加。这些应用需要一种包含天线的紧凑、轻便的GNSS解决方案,并具备室内检测功能,以避免在建筑物内浪费能量。

GNSS在可穿戴设备中的作用 

GNSS 是一项能够将可穿戴设备转变为具备定位功能的设备的技术。它支持实时追踪、距离和速度测量、路线追踪、海拔数据以及地理围栏功能——这些正是当今市场上大多数可穿戴应用程序的基础。 

随着可穿戴技术日益普及,消费者对该技术的期望也随之提高。如今,用户期望可穿戴设备能够提供: 

  • 即时定位,无需等待卫星信号收敛。 
  • 可靠的定位能力, 能够应对城市环境、树木遮挡及类似障碍物。 
  • 超长电池续航,确保 充电绝不会成为使用限制因素。 

要在体积小到可以佩戴在手腕上、且功耗受限但能持续一整天(甚至更久)的设备中满足这些期望,就需要专门针对这一挑战而设计的 GNSS 技术。 

可穿戴设备定位面临的挑战

在可穿戴设备中提供高质量的 GNSS 服务,是消费类电子产品领域中要求最为严苛的挑战之一。各种限制因素同时从多个方向施加压力,如果没有合适的技术,就无法避免权衡取舍。 

超紧凑的外形设计

大多数可穿戴设备的可用空间极为有限,而天线尺寸会直接影响 GNSS 性能。设计出既能适配设备外形尺寸、又不影响信号接收的微型模块,需要在各个层面进行精心的工程设计。 

功耗

在典型的智能手表中,GNSS 在活跃使用期间可能占总功耗的很大一部分。在连续追踪与电池续航之间取得平衡是该品类的核心设计挑战之一,而用户对在活动过程中电量耗尽的设备绝不会宽容。 

动态环境下的定位精度 

可穿戴设备的使用场景无处不在:既有信号易被建筑物反射的密集城区,也有室内外空间的过渡区域,还包括跑步、游泳或骑行等高强度运动场景。每种环境都会带来独特的定位挑战,从城市街道中的多径效应,到对不同运动模型的需求,不一而足。 

首次定位时间

消费级设备对响应速度有着很高的期望。用户在跑步时按下“开始”按钮,不希望等待设备捕获GNSS信号。快速首次定位时间(TTFF)直接影响用户体验,因此需要尽可能缩短。 

设计复杂度与集成权衡

开发可穿戴产品的工程师必须在 GNSS 性能与成本、尺寸及设计复杂度之间取得平衡。对于定位于大众市场或开发周期紧迫的产品而言,需要大量定制射频工作或复杂天线设计的解决方案可能并不现实。 

Infographic from u-blox illustrating the key challenges of wearable GNSS positioning

u-blox 可穿戴设备解决方案 

u-blox 在可穿戴 GNSS 领域确立了明确的优先级:超低功耗、紧凑设计以及在真实环境中达到米级定位精度。我们的解决方案专为可穿戴设备的限制条件而设计,因此您无需为了满足尺寸和电池目标而在性能上做出妥协。 

与 u-blox 合作,您将获得多项专为可穿戴设备设计的技术: 

LEAP 技术

LEAP(低功耗高精度定位)技术通过智能信号选择、辅助 GNSS 数据下载以及低更新率跟踪,在提供精准定位的同时,功耗比上一代产品降低多达 50%。 
了解有关 LEAP 的更多信息 

多径效应抑制技术

凭借强大的多径干扰抑制能力和双频信号处理技术,u-blox 模块能在可穿戴设备实际使用的各种环境中稳定运行:城市街道、复杂地形以及高运动强度的活动场景。您可以充满信心地向用户保证数据的准确性。 
了解有关多径抑制技术的更多信息 

选择性 L5 技术

u-blox 设备可在 L1 单频段模式与 L1/L5 双频段模式之间智能切换,在无需使用 L5 频段时自动停用该频段,从而在不影响精度的前提下降低功耗。 
了解有关选择性 L5 的更多信息 

游泳模式 

我们的游泳模式凝聚了数十年来在严苛环境下提供精准定位的经验。它使您能够开发出在开放水域中提供精准位置、游泳距离和速度的可穿戴设备,从而提升产品的多功能性。 
了解有关游泳模式的更多信息 

系统级封装(SiP)模块 

u-blox的SiP(系统级封装)技术为您提供微型化硬件,体积小如芯片,但已集成大部分外部组件。这有助于降低设计复杂度,节省宝贵的电路板空间,并最终助您更快地将产品推向市场。 

AssistNow

AssistNow 通过从无线网络或互联网(而非卫星信号本身)获取卫星数据和精确时间等信息,帮助您更快地捕获 GNSS 信号。借助 AssistNow,即使在 GNSS 定位信号较弱的情况下,首次定位时间也能缩短至几秒钟。 
了解有关 AssistNow 的更多信息 

室内检测

在室内环境中,GNSS信号会被完全阻挡,此时任何尝试获取GNSS定位的行为都会造成电量浪费。具备此功能的u-blox设备能够感知自身是否处于室内,并在返回室外之前暂停搜索GNSS位置。
了解有关室内检测的更多信息 

按产品分类的技术支持  

产品封装尺寸(毫米)室内
检测
LEAP多路径
抑制
选择性 L5AssistNow
UBX-M10150-CC WLCSP 2.39 × 2.39 × 0.36 ●● ●
UBX-F11070-CC WLCSP 2.39 × 2.39 × 0.36●●●●●●
MIA-M10 SiP 4.5 × 4.5 × 1.0  ● ●

 

展望未来:下一代可穿戴设备 

u-blox 致力于始终领先于可穿戴设备用户和制造商的需求。我们持续投资于节能、可扩展且可靠的定位解决方案,这意味着随着可穿戴设备应用场景的演进,支持这些应用的技术将随时就绪——而开发下一代可穿戴设备的工程师们也将拥有一位值得信赖的合作伙伴,助力他们实现这一目标。 

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