Sigo leyendo artículos que el GPS en el iPhone, o cualquier teléfono celular, usa mucha energía, pero nunca he escuchado una explicación de por qué.
¿Por qué es esto? El teléfono no tiene que transmitir como lo hace con 3G o WiFi.
¿El hecho real de recibir y amplificar la señal toma mucha potencia?
¿O es usado por la CPU? Me resulta difícil creer que el cálculo necesario para procesar la señal GPS afecte a un procesador moderno.
Entonces, ¿de dónde proviene el drenaje de energía?
Para obtener una posición GPS semi precisa, necesita al menos tres satélites (pero generalmente se requieren cuatro o más para obtener un grado de precisión decente) para triangular su posición. Cuanto más tenga, mejor será la precisión.
Un receptor GPS necesita alimentar su antena y procesar constantemente la señal enviada por cada satélite. Recuerde que los satélites están continuamente transmitiendo mensajes. (50 bits / seg por lo que puedo recordar)
Los satélites emiten mensajes que especifican su ubicación exacta, trayectoria, velocidad, la hora a la que se envió cada mensaje y la ubicación aproximada de todos los demás satélites en la constelación.
Al comparar esta información con la hora en que se recibió la señal, se puede determinar una distancia desde el satélite al receptor. Cuando tiene tres o más satélites, puede triangular su ubicación en tres dimensiones en relación con las posiciones de los satélites.
El iPhone (y otros teléfonos) utilizan A-GPS, que está diseñado para (lo creas o no), entre otras cosas, hace que el GPS funcione mejor en áreas de recepción deficientes (¿ciudades?) y reduzca la cantidad de información que El receptor necesita de los satélites, lo que ahorra energía de la batería de la antena.
Las partes de la señal GPS acerca de la ubicación, la velocidad y la trayectoria orbital generalmente se eliminan primero cuando la recepción es baja, es donde encaja el A-GPS, que alimenta la información de cada satélite en esa parte del mundo al teléfono, desde Una base de datos central a través de la red móvil. Ahora el teléfono solo tiene que buscar las señales de tiempo cortas de cada satélite, que son más fáciles de recibir que las otras partes de la transmisión.
Cuando se calcula toda esa información, se utiliza un algoritmo (hay unos pocos, que yo sepa) para calcular la posición del receptor real.
Ahora agregue a eso el hecho de que los mensajes GPS están codificados y que los satélites transmiten los mensajes a aproximadamente 50 bits por segundo. Y que cada mensaje es realmente un subconjunto de cuadros con tiempo, posición, corrección de errores, etc., etc.
Hay más factores que intervienen, pero para simplificar esto, la CPU del GPS debe utilizar constantemente la radio (que ya tiene mucha energía) para capturar la señal (¡que puede ser débil!) por lo general cuatro o más (a veces hasta a 20!) satélites que envían paquetes constantemente, luego deben decodificarse y procesarse, realizar cálculos para analizar los resultados y, en algunos casos, dibujar un mapa o alimentar una aplicación con la información.
Como puede ver, esto suena fácil pero no lo es. Hay mucho procesamiento de CPU involucrado en la parte posterior (más el poder de la antena).
Por lo tanto, el consumo de energía del GPS generalmente proviene de la naturaleza en tiempo real de la operación. Alimentar la antena, escuchar información y procesarla, usa la energía, más que una simple antena de radio en espera (el teléfono) que espera una llamada. Además, el A-GPS usa también la radio del teléfono y (si está disponible) las redes Wi-Fi para determinar su ubicación (y usar menos información del GPS), lo que significa que se usa más energía al mismo tiempo.
La página Wikipedia GPS tiene mucha información detallada si desea obtener información específica y / o sumergirse en más GPS geekery, incluidas las cosas de corrección de errores y matemáticas.
Aunque la respuesta de Martin tiene mucha información, voy a agregar una respuesta que difiere en varios puntos clave, ya que no me siento cómodo al editar su artículo para cambiarlo sustancialmente.
En pocas palabras, la CPU toma la potencia y el GPS evita que la CPU entre en suspensión. Además, con las actualizaciones de la ubicación en segundo plano, las aplicaciones ahora pueden entrar en un estado de baja potencia incluso cuando las cercas geográficas y la grabación remota están habilitada para que la aplicación pueda activarse periódicamente para obtener arreglos más precisos sin mantener activos los circuitos de la CPU + GPS durante horas y horas. Al activar una corrección GPS de alta precisión una vez cada 15 a 45 minutos, mientras que la caminata es mucho más eficiente en energía que la necesidad de actualizaciones de ubicación constantes, es lo que ahora permiten los cambios del sistema operativo.
Sí, la circuitería de la antena del GPS requiere cierta potencia adicional para realizar los cálculos de temporización y escupir una ubicación, pero como la antena recibe solo y no se necesita amplificar ninguna señal, este consumo de energía es más un error de redondeo que el de la antena. Causa del alto consumo de energía. El procesamiento de la señal y las matemáticas complicadas para escupir la ubicación, el error probable y los vectores de velocidad se realizan en el chip de silicio del GPS y no en la CPU del teléfono.
Todas las unidades de GPS portátiles tienen que recibir y procesar las señales de la antena del GPS, por lo que es probable que el uso de energía sea similar en todos los dispositivos que utilizan chipsets de GPS modernos. Además, la energía de dos baterías AA es 4.2 WHr, que se compara muy bien con la capacidad de las baterías del iPhone 3 y 4. Por lo tanto, la gran diferencia en los tiempos de ejecución entre, digamos, un Garmin y un iPhone es la aplicación que utiliza los datos y ejecuta una pantalla y una CPU del iPhone que consumen mucha más energía.
Tener una aplicación en primer plano que procesa constantemente datos de GPS (o en segundo plano pero durmiendo mucho menos de lo normal) es lo que hace que el iPhone use la energía de la batería mucho más rápido que una unidad de GPS de un solo propósito. (cuya pantalla y CPU usan mucho menos energía y duermen mucho más tiempo que el iPhone)
Una aplicación de iPhone mal diseñada que está constantemente revisando y enviando / recibiendo datos para informar una ubicación o reaccionar a los últimos datos nuevos consumirá más energía de la que podría esperar. Una aplicación bien diseñada que debe estar funcionando todo el tiempo de manera similar agotará la batería de la mayoría de los iPhones en 3 a 5 horas.
Si el iPhone está transmitiendo datos o buscando señales de células débiles, los circuitos estarán en su nivel de consumo más alto. Salir de la cobertura celular es un "doble golpe" del módem celular que transmite a alta potencia para hablar con una torre distante o buscar cobertura al mismo tiempo que los datos de ubicación del GPS evitan que la CPU se duerma con la misma frecuencia. Puede ver esto en la aplicación de configuración y comparando los tiempos de Espera y Uso con y sin GPS activo.
los chips de GPS dibujan aproximadamente 50 mW en Full power (vea también aquí , los chips móviles modernos se dibujan incluso menos ). La antena no consume energía, no es así como funcionan las antenas (supongo que la amplificación y el filtrado de la señal se manejan dentro del chip GPS. De lo contrario, esto aumentaría ligeramente el consumo de energía). Entonces, en 1 hora, el chip consume 50 mWh de la batería si está a plena potencia. La batería del iPhone tiene una capacidad de ~ 5000 mWh (~ 1400mAh * 3.8V), lo que significa que podría alimentar el chip durante 100 horas, si eso fuera lo único que hizo. En realidad, el chip no se ejecutará continuamente a plena potencia y se apagará incluso si el GPS está habilitado, a menos que una aplicación requiera un rastreo de GPS de forma activa, en cuyo caso el consumo de energía es mucho mayor debido a la CPU y la pantalla ( 0.5-1.5W ).
Algunas mediciones de la vida real, tomadas con el rastreo de GPS activado, el mapa fuera de línea utilizado (aplicación Galileo), el resto de las radios desactivadas (modo avión) y el ahorro de energía activado.
iPhone SE, iOS 9 consume 220 mW promedio
el iPhone 5s consume 480 mW promedio
para referencia, pre-android, GPS con Trekbuddy
Esto es compatible con la declaración anterior, se utilizan 50 mW (un cuarto) de la potencia para el GPS y el resto para la visualización y otras funciones inteligentes en el teléfono.
Siempre puedes quemar más energía, pero eso no se debe al GPS, pero es más probable que se carguen mapas en línea con una cobertura de datos móviles pobre / marginal.