Microsoft desarrolla una nueva tecnología GPS de bajísimo consumo

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Constelación GPS

Una manera muy sencilla de dejar frita la batería de mi antiguo smarthphone (un LG 900 Optimus) es utilizar de forma intensiva las capacidades de geo localización, sin estar conectado a una fuente de electricidad.

Esto es debido a la necesidad de cálculo que requiere el decodificar la señal recibida desde los satélites GPS que orbitan la tierra, para encontrar la información de posicionamiento que le permite indicar en qué punto estoy en la superficie terrestre con un error de unos 10 metros.

¿Qué tiene que hacer un GPS para saber dónde está?


Nokia Maps en un Lumia

Hay 31 satélites GNSS en el cielo (más uno para redundancia), realizando dos orbitas diarias cada uno alrededor del globo terráqueo. Además de un conjunto de estaciones de tierra que supervisan las trayectorias y el estado de los satélites, y que reparten esta información entre el resto de la constelación.

En esta comunicación se incluye dos tipos de datos sobre la trayectoria de los satélites:

  • El almanaque, que contiene el trazado grueso de la órbita y el estado del satélite.
  • Las efemérides, que contiene los valores precisos de la trayectoria.

Todos los satélites están sincronizados al microsegundo, con una capacidad de ajustar el sincronismo en unos pocos nanosegundos, y así se consigue que la constelación transmita señales de su posición exacta de forma simultánea y continua.

El receptor GPS calcula su ubicación mediante la medición de la distancia en la que está situado en relación a varios de los satélites GNSS que recorren el firmamento; teniendo que inferir tres datos imprescindibles para su posicionamiento:

  • Un lapso de tiempo T preciso.
  • Un conjunto de satélites visibles por el receptor y su ubicación en el tiempo T.
  • Las distancias desde el receptor a cada satélite en el tiempo T.

CO-GPS, mejorando en ordenes de magnitud

CLEO Prototipo de CLEO

Típicamente, estos datos se obtienen por medio del procesamiento de las señales y paquetes de datos enviados desde los satélites, pero esto implica un alto consumo de potencia de cálculo y, por ende, de batería.

Para mejorar el consumo de los dispositivos receptores, existe la tecnología de GPS asistido (A-GPS) que permite recibir parte de los datos de posicionamiento a través de la red de telefonía, en vez que desde el satélite, además de poder realizar triangulaciones con las torres emisoras o con puntos de acceso Wi-Fi para conseguir decrementar la necesidad de procesamiento y el consumo.

Sin embargo, Microsoft Research está tratando de mejorar esto y, en un artículo publicado recientemente, parece que lo ha conseguido.

Han desarrollado una técnica llamada CO-GPS en el cual toda la potencia de cálculo se realiza en la Nube. Descargando al receptor de las complejas operaciones para inferir los datos requeridos para su posicionamiento global.

Los investigadores de Microsoft han realizado un prototipo llamado CLEO que consumen los datos en bruto de la constelación de satélites que se ha subido a la Nube, y que permite realizar una geo localización de alta precisión pero con una radical reducción en el consumo de energía, de unos tres órdenes de magnitud, al no ser necesaria prácticamente ninguna potencia de cálculo.

Para hacer entender más fácilmente lo que significa esta reducción, con un par de pilas AA se podría actualizar el geo posicionamiento cada segundo de forma continuada durante un año y medio.

Vía | Estudio de Microsoft Research

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