定位模式：

外部單片機控制模式(常見于AT固件客戶)：

開機 -> 搜星 -> 定位成功 -> 上報 -> 關機

780E自行控制模式(常見于二次開發客戶，AT用戶也可以使用):

開機 -> 搜星 -> 定位成功 -> 模塊休眠，關閉GPS電源，但是備電不關 -> 需要定位時，熱啟動 -> 模塊休眠，關閉GPS電源，但是備電不關 ->循環

低功耗方式的示例（LUA）

780EG Luatos的測試示例下載

兩種模式優劣對比：

外部單片機控制模式：

優點：思路簡單，功耗計算固定
缺點：不是最優解，且實際操作起來會發現每一次定位都需要至少30S左右，GPS搜星時間長，功耗較高

780E自行控制模式:

優點：功耗至少可降低為外部單片機控制模式的50%
缺點：功耗計算需要分段，需要工程師對GNSS[1]各種啟動方式(冷啟動[2]、熱啟動[3]、溫啟動[4])以及部分定位常見名詞(例如星歷[5]、AGPS[6]、有源天線[7]、無源天線[8]、半邊天以及開拓地帶[9]、定位糾偏[10]、重捕[11])有一個基礎認知，且有耐心去設計

如何最大程度的減少功耗：

一、天線選型階段：

1.盡可能選擇無源天線

無源天線對PCB版要求較高，走線的線寬、線長、線序等都有一定要求。但是無源天線不會額外消耗電流。

2.有源天線選型

有源天線后面接了低噪放[12] (低噪聲放大器)，需要外部供電，內部低噪放的好壞直接影響了價格和功耗，實際測試了兩款有源天線一款單價40元一款單價在8塊左右，單測天線的功耗，40的那款平均功耗在4ma左右，8塊的那款功耗直接飆到了42ma。

關于GPS天線的選型和設計方面可以參考這篇文章（https://doc.openluat.com/wiki/21?wiki_page_id=2614）

二、搜星階段：

以有源天線+開闊地帶舉例：正常冷啟動需要大約35S，780EG測試的搜星(捕獲狀態)功耗平均在68ma，如果有AGPS的話，可以將定位時間縮短在15S左右。由于AGPS需要連接兩個服務器，一個基站定位服務器一個星歷下載服務器，所以在計算使用AGPS的冷啟動時，不能僅當作做冷啟動捕獲狀態15S來算，還要加上基站定位一次和請求星歷服務器一次的功耗(數據稍后測試，需要測的是所有情況下的AGPS功耗），但即使是加上了AGPS額外的功耗，也要比冷啟動所需功耗低。
所以建議客戶搜星階段，啟用AGPS來減少搜星時間，進而降低整體功耗。

三、定位成功后：

部分客戶可能會覺得，反正定位已經成功了，數據也發送給服務器了，我的應用也只是半個小時或者10多分鐘才發一次定位數據給服務器，不如直接把780EG關機，由單片機/780EG內部定時器控制模塊開關機，這樣更省電些，實則不然。
首先，如果由外部單片機控制780EG關機，直接斷掉了780EG的vbat電壓，則無法給內部預留的熱啟動管腳VBACKUP供電，直接影響就是，每次開機都需要重新進入冷啟動，功耗較大，且本身4G模塊開機重新駐網的功耗也比較大。
所以推薦用戶在定位成功后，不要直接給780EG關機，建議給780EG發送休眠指令，進入您想要的休眠模式，(注：首次冷啟動定位成功以后建議延遲兩分鐘，延遲時間取決于天線質量和當前區域星數的多少，2分鐘到15分鐘均為正常時間，主要目的是為了搜到完整的星歷給GNSS模塊)
這樣可以使780EG內部的GNSS模塊下次啟動時進入熱啟動或者溫啟動，方便減少搜星所需時間，進一步降低功耗，關于休眠模式的介紹可以訪問airpsm.cn，詳細瀏覽我們的三種休眠模式，選擇適合您的模式進入適合您的功耗最優解。

四、熱啟動/溫啟動階段：

如果您的應用中包含以下場景，那么熱啟動或者溫啟動是更適合您的方案
1.定時定位，且上下兩次定位間隔短不超過1小時，可以使用熱啟動
2.定時定位，且上下兩次定位間隔短不超過4小時，可以使用溫啟動
3.非定時定位，但是定位期間，上下兩次定位時間間隔小于1小時，可以使用熱啟動
4.非定時定位，但是定位期間，上下兩次定位時間間隔小于4小時，可以使用溫啟動
如果上下兩次定位間隔超過1分鐘且不大于4小時的情況下，可以直接關閉GPS電源，但是不要關閉備電（GPIO23,AT/LUA版本都是默認拉高，用戶無需操作，注意休眠狀態下不要關閉GPIO23即可）

五、其他情況

如果您的的應用為非實時定位，例如共享單車/電動車/汽車、老人/小孩/寵物定位器、等既需要工作時實時定位又有不定時休眠狀態下可能被喚醒場景，可能需要多種方式共用，例如：
通過GPIO觸發喚醒780EG，隨后重新打開內部GPS電源，此種方式常見于定位器行業，例如小孩睡覺時不移動或者開鎖檢測，直接進入指定的休眠模式，給GPS電源關閉，等到 GPIO喚醒后再打開GPS，此時可根據休眠時間的長短，自主決定定位模式為熱啟動還是冷啟動+AGPS

幾種常見的定位所需功耗實測：

測試標準：《北斗/全球衛星導航系統（GNSS） 定位設備通用規范》www.beidou.gov.cn

一、靜止測試

測試條件滿足測試標準章節的5.3節中關于測試場地場地的描述

無源天線開闊地帶，1分鐘定位一次，并且發送包含經緯度在內的20字節數據給服務器，PSM+模式實測功耗。（此種模式可以采用GPS熱啟動）
該功耗分為四個部分：
第一部分，從開機到定位（冷啟動）以及連接服務器發送定位成功后20字節數據。該段功耗數據如下

第二部分，有GPS任務，無網絡發送任務，GPS處于追蹤狀態 目的是使星歷完整。此段時間需要客戶自行測試得到最佳的時間長度，推薦時間2分鐘，最長為16分鐘，該段功耗數據如下

第三部分，無GPS任務，無網絡發送任務，純粹的PSM+模式休眠。該段功耗數據如下

第四部分，熱啟動GPS到定位成功后，發送給服務器。此后每次定時喚醒的功耗均如下圖所示

總計耗時2分40秒，此段整體功耗為

如客戶希望計算自己使用場景下的功耗，可以按如下公式計算
第一部分的固定功耗，因為這一段是所有模式無法降低的，所以就按34S定位成功并且發送給了服務器的642.191uaH來計算
第二部分此段由測試這段時間為60s（客戶自行設定的延遲搜星狀態時間長短計算 t1），功耗為730.212uAh。
第三部分由客戶自行決定休眠時間長短，也就是（1.5353/60)休眠時間(單位：S)計算出的uah
第四部分因中間休眠喚醒到熱啟動定位成功再到發送數據給服務器這段時間可能會受測試環境影響，取到的最低功耗值為89.908uAh，建議取中間平均值，本段就按113.9229uAh來計算
設 發送次數為F，第二部分設定的搜星延遲時間為t1，休眠時間為t2
則 780EG進入PSM+以后的功耗計算公式為642.191+(730.212/60)t1+0.0256t2+113.9229F單位uah
例：間隔一分鐘休眠，喚醒后發送一次數據，測試一小時。
t1=搜星延遲休眠時間60s，則 t2=16060，F=59
最低值功耗：642.191+(730.212/60)60+0.02563600+89.908*59 = 6769.135uah
平均值功耗：642.191+(730.212/60)60+0.02563600+113.923*59 = 8186.020uah

本次測試的全段數據都可在該文檔中查看：https://doc.openluat.com/wiki/50?wiki_page_id=5062

名詞解釋：

[1]GNSS：混合定位，不同于GPS定位，狹義上講的GPS系統，單指美國的24顆GPS衛星以及地面上1個主控站、3個數據注入站和5個監測站及作為用戶端的GPS接收機組成的一整套系統。GNSS是指通過觀測GNSS衛星獲得坐標系內絕對定位坐標的測量技術。 GNSS是所有導航定位衛星的總稱，凡是可以通過捕獲跟蹤其衛星信號實現定位的系統，均可納入GNSS系統的范圍。國內用戶接觸最多的應該是美國的24顆GPS衛星，以及中國的北斗衛星(截至到2023年5月17日10時49分，中國已有五十六顆北斗導航衛星)，其余還有俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO、 日本的準天頂衛星系統、印度的IRNSS(獨立的區域導航系統，覆蓋印度領土及周邊1500 km范圍內，提供定位精度優于20米的服務)等其余定位系統。

[2]冷啟動：指在一個陌生的環境下啟動GPS，直到GPS芯片和可用衛星聯系并且計算出坐標的過程。以下幾種情況開機均屬冷啟動：

1. 初次開機使用時；
2. 電池耗盡導致GPS芯片內星歷信息丟失時；
3. 關機狀態下將接收機移動1000公里以上距離。

也就是說，冷啟動是通過硬件方式的強制性啟動，因為物理距離較遠，或者時間間隔很久，GPS芯片已經把內部的星歷信息清除掉，或者內部的星歷信息完全失效。GPS接收機失去衛星參數，或者已經存在的參數和實際接收到衛星參數相差太多，導致GPS芯片無法靠星歷快速搜星，所以必須從新獲得衛星提供的坐標數據。
這也是很多定位器（譬如車載定位器）啟動后，搜星時間長、定位耗時久的原因

[3]熱啟動：指在上次關機的地方沒有過多移動過，且距離上次定位時間小于2個小時。再次定位時，GPS芯片通過軟件的方式，可以繼續使用之前的星歷快速搜星，實現秒定位。PS：普通的GNSS芯片，星歷最長有效期為12小時，故此星歷過期后，GPS芯片無法使用星歷實現快速定位。(780E內部的GNSS芯片,GPS星歷文件能保持4小時, BD的星歷文件能保持1小時，且無法保存星歷文件，所以需要外部寫入)

[4]溫啟動：指距離上次定位時間超過2個小時的啟動，搜星定位時間介于冷啟動和熱啟動之間的情況。
譬如某時間使用過GPS定位實現3D FIX，GPS芯片內部生成星歷（或者外部灌入AGPS數據），那么在2小時內啟動GPS芯片進行定位的行為就屬于溫啟動。啟動后，GPS芯片首先會輸出上次的位置信息。因為上次關機前的經緯度和高度已知，但由于關機時間過長，衛星狀態發生了變化，之前3D FIX時的衛星接受不到了，所以星歷中參數中的若干顆衛星已經和GPS接收機失去了聯系，GPS芯片需要繼續搜星補充位置信息，所以搜星的時間要長于熱啟動，短于冷啟動。

[5]星歷：是用于描述太空飛行體位置和速度的表達式———兩行式軌道數據系統。衛星、航天器或飛行體一旦進入太空，即被列入NORAD衛星星歷編號目錄。列入NORAD衛星星歷編號目錄的太空飛行體將被終生跟蹤。衛星、火箭殘骸等飛行體成為太空垃圾時，仍被列入NORAD衛星編號目錄，直到目標消失。衛星星歷以開普勒定律的6 個軌道參數之間的數學關系確定飛行體的時間、坐標、方位、速度等各項參數，具有極高的精度。衛星星歷能精確計算、預測、描繪、跟蹤衛星、飛行體的時間、位置、速度等運行狀態；能表達天體、衛星、航天器、導彈、太空垃圾等飛行體的精確參數；能將飛行體置于三維的空間；用時間立體描繪天體的過去、現在和將來。衛星星歷的時間按世界標準時間（UTC）計算。衛星星歷定時更新。

[6]AGPS：輔助全球衛星定位系統（英語：Assisted Global Positioning System，簡稱：AGPS）指的是一種GPS的運行方式。它可以利用地面基地站的資訊，配合傳統GPS衛星，讓定位的速度更快。

[7]有源天線：通常對于設備或車載機而言，由于設備與GPS接收模塊之間往往有距離，考慮到安裝的便利性可能會有超過1米的距離，在這種情況下我們只能選擇有源GPS天線，由于天線長度的信號衰減需要進行補償，一般有兩級低噪聲放大器(LNA)進行天線前端信號放大，放大后的信號經電纜輸出，電纜同步提供LNA所需要的直流電壓
由于天線收到的信號在有源天線接受頭內完成信號接受與天線放大，并且遠離GPS設備或其他電器設備，干擾源最小，而且安裝位置由于天線距離延長安裝位置可以選擇非常理想的環境，所以實際使用時往往感覺信號較強。

[8]無源天線：使用無源GPS天線時，由于只有一個陶瓷片接收天空的衛星信號，直接連接到模塊的RF-IN腳，這種聯接方式結構簡單，而且標準的25254的陶瓷片成本低廉，技術成熟，占空體積小，適合于強調緊湊型空間GPS導航產品，藍牙GPS,手機GPS及其他小型GPS消費類產品。
這種天線的布局是從天線的引腳直達模塊的RF-IN腳，這根導線需要進行50歐阻抗匹配，而且在天線附近不能有電磁干擾，對PCB的設計及整機的EMI設計要求較高，但如果設計得優良的無源天線GPS產品同樣有非常好的表現效果，而且功耗比較低，無需考慮天線自身的功耗。

[9]半邊天以及開拓地帶：GPS衛星運行在距地36000KM的軌道上，信號強度相當弱（GPS 衛星的功率有多大？）。GPS的民用C/A碼從衛星發出來的時候信號只有27W左右，達到地球的時候在-158.5dBW以上。用對數形式表示可能不直觀，換算成十進制等于將近0.0000000000000001W，相當小。所以，只有室外開闊的、無遮擋、晴好的地方，才能搜到更多的衛星，SNR值更高（陰天都會有影響哦），GPS芯片才能更快、更好的實現定位。
半邊天一般指樓宇內窗邊，打開窗戶，只能搜到一半天空的衛星。

[10]定位糾偏：OpenLuat 的所有GNSS模塊均使用國際標準 WGS-84 坐標系，所以開發者在國內常見地圖定位時，會發現與實際情況有幾十米甚至上百米的誤差。這并非模塊問題， 而是國內地圖采用了非標坐標系所致。
國內常見地圖如高德地圖使用 GCJ-02 坐標系， 百度地圖使用 BD-09 坐標系，故此開發者需要對模塊輸出的經緯度進行加偏處理，才能在國內的地圖上實現精確定位，坐標轉換可在合宙提供的坐標轉換網站上直觀的展示處理

[11]重捕：是指接收終端在丟失所接收信號狀態下，從重新接收到信號開始，至終端設備輸出符合定位精度要求的定位結果所需的時間。失鎖重捕時間反映了在接收機信號失鎖，定位中斷后重新恢復定位的速度。失鎖重捕時間短的接收機在易中斷環境中（如隧道等）的定位性能好，因此失鎖重捕時間可以有效評估車載終端的性能

[12]低噪聲放大器：主要用于接收信號的前端，放大天線從空中接收到的微弱信號，降低噪聲干擾，以供系統解調出所需的信息數據。

[13]RTK（Real - time kinematic，實時動態）載波相位差分技術，指實時處理兩個測量站載波相位觀測量的差分方法，將基準站采集的載波相位發給用戶接收機，進行求差解算坐標。RTK的精度可到厘米或厘米級。