iPhoneのGPSが非常に多くの電力を使用するのはなぜですか？

iPhoneのGPSや携帯電話が大量の電力を消費するという記事を読み続けていますが、その理由の説明は聞いたことがありません。

どうしてこれなの？電話は、3GやWiFiのように送信する必要はありません。

信号を受信して​​増幅する実際の動作には、多くの電力が必要ですか？

または、CPUによって使用されていますか？GPS信号を処理するために必要な計算が、最新のプロセッサに負担をかけるとは信じがたいと思います。

それで、電力消費はどこから来るのでしょうか？

準正確なGPS位置を取得するには、位置を三角測量するために少なくとも3つの衛星が必要です（ただし、適切な精度を得るには通常4つ以上が必要です）。持っているほど精度が上がります。

GPS受信機はアンテナに電力を供給し、各衛星から送信される信号を常に処理する必要があります。衛星は継続的にメッセージを送信していることに注意してください。（覚えている限りでは50ビット/秒）

衛星は、正確な位置、軌道、速度、各メッセージが送信された時刻、および星座内の他のすべての衛星の大まかな位置を指定するメッセージを送信します。

この情報を信号が受信された時間と比較することにより、衛星から受信機までの距離を決定できます。3つ以上の衛星がある場合、衛星の位置を基準にして3次元で位置を三角測量できます。

iPhone（および他の電話）はA-GPSを使用します。A-GPSは、特に信じられないかもしれませんが、貧弱な受信エリア（都市？）でGPSの動作を改善し、受信機が必要とする情報量を削減します。衛星、したがってアンテナからのバッテリー電力を節約します。

位置、速度、軌道の軌道に関するGPS信号の部分は、通常、受信が低い場合に最初にドロップされます。A-GPSが適合する場所であり、中央データベースから、その地域のすべての衛星の情報を電話に送信しますモバイルネットワーク経由。これで、電話機は各衛星からの短いタイミング信号を検索するだけでよく、送信の他の部分よりも簡単に受信できます。

すべての情報が計算されると、実際の受信機の位置を計算するためにアルゴリズム（私の知る限りではいくつかあります）が使用されます。

GPSメッセージがエンコードされており、衛星が毎秒約50ビットでメッセージをブロードキャストしているという事実に加えてください。そして、各メッセージは、実際には時間、位置、エラー修正などを含むフレームのサブセットです。

より多くの要因が関与しますが、これを簡単にするために、GPSのCPUは常に4つ以上（時には最大20！）の信号（弱いかもしれません！） ）常にパッケージを送信しているサテライトは、パッケージをデコードおよび処理し、計算を実行して結果を分析し、場合によっては地図を描画するか、アプリケーションに情報を提供する必要があります。

ご覧のとおり、これは簡単に聞こえますが、そうではありません。背面には多くのCPU処理が含まれています（さらにアンテナの電力も！）

そのため、GPSの消費電力は通常、運用のリアルタイムの性質から発生します。アンテナに電力を供給し、情報を聞き取り、処理するには、待機する無線アンテナ（電話）だけでなく、電力を使用します。さらに、A-GPSは電話の無線と（利用可能な場合）Wi-Fiネットワークを使用してその位置を特定します（GPS情報を少なくします）。つまり、同時により多くの電力が使用されます。

ウィキペディアのGPSあなたは数学や誤り訂正のものを含む多くのGPSのgeekery、に仕様および/またはダイビングを取得したい場合は、ページの詳細な情報をたくさん持っています。

Martinの回答には膨大な情報がありますが、記事を編集して大幅に変更するのは気が進まないため、いくつかの重要な点で異なる回答を追加します。

一言で言えば、CPUは電力を消費し、GPSはCPUがスリープ状態にならないようにします。さらに、位置情報のバックグラウンド更新により、ジオフェンシングとリモート録画が有効な場合でもアプリを低電力状態にできるようになったため、CPU + GPS回路を何時間もアクティブに保つことなく、アプリが定期的に起動してより正確な修正を取得できるようになりました。15分から45分ごとに1回、高精度のGPS修正をトリガーすることで、ハイキングは、現在のOSの変更で許可されている継続的な位置の更新を必要とするよりもはるかにエネルギー効率が高くなります。

はい、GPSアンテナ回路はタイミングの計算と場所の吐き出しにいくらか電力を消費しますが、アンテナは受信のみであり、信号を増幅する必要がないため、この電力消費は高い原因よりも丸め誤差になります消費電力。位置、可能性のあるエラー、速度ベクトルを吐き出す信号処理と複雑な計算は、電話機のCPUではなくGPSシリコンチップで行われます。

すべてのポータブルGPSユニットは、GPSアンテナ信号を受信および処理する必要があります。そのため、最新のGPSチップセットを使用するすべてのデバイスで電力使用量が同様になる可能性があります。また、2本の単三電池のエネルギーは4.2 WHrであり、iPhone 3および4の電池容量と非常によく比較されます。したがって、GarminとiPhoneの実行時間の大きな違いは、データを使用するアプリが、より多くの電力を必要とするiPhoneのCPUと画面を実行することです。

フォアグラウンドでアプリがGPSデータを絶えず処理している（または、バックグラウンドでスリープしているが通常よりもずっと少ない）ことは、iPhoneが単一の目的のGPSユニットよりもはるかに高速にバッテリーエネルギーを使用する理由です。（その画面とCPUは、iPhoneよりもはるかに少ない電力を使用し、より多くの時間スリープします）

場所を報告したり、最新の新しいデータに反応するためにデータを常にチェックおよび送受信している、設計が不十分なiPhoneアプリは、予想よりも多くのエネルギーを使用します。常に実行する必要がある適切に設計されたアプリは、3〜5時間でほとんどのiPhoneのバッテリーを同様に消耗します。

iPhoneがデータを送信している場合、または微弱なセル信号を検索している場合-その回路は最高の消費レベルになります。セルカバレッジからのハイキングは、GPS位置データがCPUのスリープを妨げているのと同時に、遠方のタワーと通信したり、カバレッジを検索したりするために高電力で送信するセルモデムの「ダブルワミー」です。これを確認するには、設定アプリに移動して、 GPSがアクティブである場合とない場合のスタンバイ時間と使用時間を比較します。

GPSチップは、フルパワーで約50 mWを消費します（こちらも参照してください、最新のモバイルチップはさらに少ない消費電力です）。アンテナは電力を消費しません、それはアンテナがどのように機能するかではありません（信号の増幅とフィルタリングはGPSチップ内で処理されると仮定します。そうでない場合、これは電力消費をわずかに追加します）。そのため、フルパワーの場合、1時間でチップはバッテリーから50mWhを消費します。iPhoneのバッテリーの容量は〜5000 mWh（〜1400mAh * 3.8V）であり、それが唯一の目的であれば、チップに100時間給電できることを意味します。現実には、チップがフルパワーで継続的に実行されず、GPSが有効になっていてもアプリがGPS追跡を積極的に必要としない限り、パワーダウンします-この場合、CPUと画面（0.5- 1.5W）。

GPS追跡オン、オフラインマップ使用（ガリレオアプリ）、その他すべての無線オフ（機内モード）、および省電力オンで取得した実際の測定値。

1. iPhone SE、iOS 9は平均220 mWを消費します

2. iPhone 5sは平均480 mWを消費します

参考、プレアンドロイド、Trekbuddyを使用したGPS

3. 従来のSonimは平均700 mWを消費します

これは上記のステートメントをサポートします。50mW（4分の1）の電力がGPSに使用され、残りは電話のディスプレイおよびその他のスマートに使用されます。

いつでもより多くの電力を消費できますが、これはGPSのせいではありませんが、モバイルデータのカバレッジが不十分/限界のオンラインマップをロードする可能性が高いです。