你将学习:
- 定位技术在(功能)手机中的重要性。
- 为什么GPS单对功能手机来说是不够的。
- 功能手机定位的设计考虑。
功能手机制造商想要增加的一个关键因素是无处不在的位置。定位服务已经成为智能手机操作系统的核心组成部分，这听起来可能有点令人惊讶，但它还添加了定位功能，尤其是混合定位功能通过Skyhook等提供商，给功能手机带来了类似智能手机的好处。它还增加了大量的额外功能，如基于位置的应用程序、难以定位地区的方向和重要的紧急服务。
不同环境中位置的挑战
当用户在室内、人口稠密的城市地区或其他可能限制全球导航卫星系统(GNSS)有效性的环境中，在这一领域竞争的设备制造商中，很大一部分难以提供可靠的定位服务和定位结果。GNSS是任何提供自主地理空间定位并覆盖全球的卫星导航系统的标准术语。据估计，2019年功能性手机的销量为4亿部，人们对创造出具有高端智能手机功能、但使用最少硬件、价格仅为其零头的设备有着极大的兴趣。
为了满足当地的紧急需求，智能手机上的混合定位解决方案现在被期待，在许多国家甚至被要求。混合定位结合了定位技术(GNSS、Wi-Fi和蜂窝定位)来选择适当的源，或者结合——取决于信号可用性和质量指示器——在任何环境中提供最精确和高效的定位定位。智能功能手机制造商，与运行KaiOS Technologies等移动操作系统的设备可以增强其智能手机的功能通过集成先进的设备定位功能，可以在任何环境中定位设备。
不断增长的功能手机市场
功能手机市场最近的增长是由世界上不同的行业和地区看到了一个可靠的价值，更便宜的标准智能手机的替代品，包括:
- 新兴手机市场目前受到“数字鸿沟”的影响，由于价格较低和可用性较低，功能手机成为最容易获得的选择。
- 在一些特殊行业中，不需要配备触摸屏和多种应用的智能手机。
- 在建筑工地，坚固耐用的手机可以降低掉在地上摔坏的风险，准确的位置可以提高工作场所的安全性，让员工在不同地点工作，但也能保持联系。
- 在酒店业和医疗保健行业，功能手机被用作组织提供的设备，提供延长电池寿命并具有“一键通话”的变体。
- 户外冒险者可以在旅行中携带功能手机，而不用担心弄坏它们，同时还可以知道目的地的方向，如果需要，还可以拨打电话。
特别是在新兴市场，功能手机设备可能需要使用较老的2G/3G网络，要么是由于更现代网络的覆盖可用性，要么是为了降低持续的订阅成本。为了为这种可能性做好准备，设计师和原始设计制造商(odm)应该考虑他们的产品计划瞄准的市场、波段和网络类型。因此，他们可以为该领域的应用程序选择最具成本效益的硬件。
例如，选择同时支持2G/3G的LTE调制解调器在某些情况下可能是一个明智的决定。然而，在其他情况下，这种选择可能会导致不必要的额外成本的组件，根据设备预计发布的市场。
Wi-Fi如何帮助GPS定位?
GPS模块可以在几种模式下启动，这取决于GPS是否有有效的年历和星历数据、输入信号级别的类型以及相对于先前报告的位置的距离或时间。在某些情况下，这导致设备的GPS (GNSS)接收器在等待获得辅助数据和/或一次从足够多的卫星接收信息以获得准确定位时，通常会出现所谓的“冷启动”。它可能因设备而异，但在冷启动时“第一次修复的时间”(TTFF)可能在1-4分钟之间。
在此期间，如果设备有可用的硬件和集成的混合定位软件，它可以执行Wi-Fi扫描，(在任何有Wi-Fi信号的地区)在几秒钟内获得修复。这是基于参考数据库信息，这些信息也可能是之前下载或缓存在设备上的。该设备可以使用基于网络的定位来跟踪，直到收到一个准确的GNSS定位，它可以潜在地将结果提供给GNSS接口，作为种子位置，以加速从该来源的位置获取。
为什么仅靠GPS还不够?
自iPhone问世以来，智能手机一直在利用混合定位，直到今天依然如此。GPS本身无法提供这样的精度，因为它需要清晰的卫星连接来提供准确的位置，因此对于手机产品而言，GPS本身并不是一个可靠的选择。
一个设备在跟踪模式下可能有一个高质量的GNSS固定，但当设备进入室内或密集的城市环境时，就不再是这种情况了。设备上的软件可以检测GNSS NMEA流的属性何时表明质量下降(可见卫星数量、误差估计、HDOP等)。然后，它会立即与基于手机的定位进行确认，并启动Wi-Fi扫描以提供基于Wi-Fi的定位，并在设备上的其他传感器(加速计、指南针等)的帮助下继续这样做，持续跟踪设备。在这种情况下，该软件还可以关闭GNSS以节省电力，直到它表明该电源可能比任何网络电源更准确和可靠。
功能手机融入地理位置的设计考虑
功能手机的组件、模块和天线通常更便宜，因为它们的价格更低，利润也非常微薄。这些较便宜或较低层次的组件可能会扩大良好设计的需要，考虑天线的放置和测试，以及灵敏度或算法调整，以适应定位服务。
这种调优可以根据硬件、内存和功率限制以及主要用例的常见迁移行为而有所不同。一个典型的例子是，当其他传感器(加速度计、陀螺仪等)不可用或不可靠时，通过增强软件和/或固件来减少提供给定位软件解决方案的网络测量的可变性。
其中一个例子是让底层软件根据观测到的信号环境执行重复的Wi-Fi扫描。这就减少了在静止场景下扫描不一致时的可变性。有效地结合连续扫描，如果必要，可以补偿灵敏度问题更常见的较低层模块和减少抖动或不一致的位置结果。
一个类似的例子适用于蜂窝定位结果时，没有其他位置源可用。接收或诱导连续的细胞信号观测或网络测量读数的能力，包括相邻细胞标识符以及连接的细胞信息，可以帮助稳定修复之间的可变性。它还提供了当时最准确的位置。其他项目包括缓存逻辑的配置或基于可用硬件和内存的省电算法。
通过与独立的位置提供商合作，设备制造商可以自信地提供最准确的位置功能，针对他们的特定设备进行优化。一直以来，他们都可以自由地创造出他们想要的手机，这款手机的节电性和极具竞争力的价格。
Nick Knelliger是产品总监Skyhook．
