CN116941127A

CN116941127A - 用于在浸水活动期间改善gnss信号的接收或补偿其衰减的设备和技术

Info

Publication number: CN116941127A
Application number: CN202280019770.3A
Authority: CN
Inventors: A·J·古姆; Z·比亚克斯; R·W·波恩; D·塔克; B·郑; J·黄
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2021-03-15
Filing date: 2022-01-21
Publication date: 2023-10-24
Also published as: EP4309243A1; WO2022198150A1; US20240012154A1; US20220291393A1; US11835631B2

Abstract

一种可穿戴设备，其可以使用天线接收多个全球导航卫星系统(GNSS)定时信号，其中天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下在可穿戴设备的外部部分接收GNSS信号。可穿戴设备被配置为至少部分基于GNSS信号确定可穿戴设备的地理位置。可穿戴设备可被配置为执行水下航位推算过程、测量停留期期间的能量水平、测量游泳划水效率、与其他电子设备共享可穿戴设备信息、校准可穿戴设备或其组合。

Description

用于在浸水活动期间改善GNSS信号的接收或补偿其衰减的设备和技术

背景技术

使用电子设备来跟踪开放水域游泳路径以及测量总距离越来越受欢迎。然而，全球导航卫星系统(GNSS)信号不能很好地穿透水。因此，电子设备(例如，可穿戴设备)一般难以在水中活动期间接收导航信号，尤其是电子设备在水下至少一段时间的那些活动(例如，在游泳划水(stroke)期间)。例如，商用设备上的当前开放水域特征对于诸如蛙泳之类的游泳划水的效果不佳，在蛙泳中，用户的穿戴有可穿戴设备的手在大部分划水过程中不会打破水的表面。水衰减问题导致一些商用可穿戴设备在该设备在水中的一段时间期间内的一些GNSS定位跳跃。

发明内容

根据一些实施方式，一种方法可以包括使用可穿戴设备的天线接收多个全球导航卫星系统(GNSS)定时信号，其中天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线背离穿戴可穿戴设备的用户的身体，以接收多个GNSS信号(在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下)；至少部分基于多个GNSS信号确定可穿戴设备的地理位置；以及将地理位置储存在可穿戴设备的存储器中。根据一些实施方式，天线可以并入到可穿戴设备的边框中。在一些实施例中，天线可以并入到可穿戴设备的冠部中。在一些实施例中，天线可以并入到可穿戴设备的带子中。在一些实施例中，天线可以作为网状天线并入到可穿戴设备的面或水晶面(crystal)中。

根据一些实施例，方法可以包括访问储存在可穿戴设备的存储器中的多个储存的地理点，其中储存的地理点定义泳道。方法可以包括确定可穿戴设备的地理位置是否在定义的泳道外。方法可以包括向用户提供指示可穿戴设备的地理位置在泳道外的反馈。在各种实施例中，反馈可以包括触觉反馈。在一些实施例中，反馈可以包括音频反馈。

根据一些实施例，方法可以包括在可穿戴设备的存储器中储存多个地理位置和相关联的时间。方法可以包括至少部分基于多个地理位置和相关联的时间计算浸水活动的一个或多个特性。

根据一些实施例，方法可以包括经由无线链路向电子设备发送可穿戴设备的地理位置。

根据一些实施例，可穿戴设备包括被配置为可移除地耦合到用户设备或衣服的外壳。

根据某些实施例，可穿戴设备可以包括主体，主体包括气密密封的外壳和外部部分。设备还可以包括容纳在气密密封的外壳中的处理电路和电耦合到处理电路的天线。天线位于主体的外部部分，使得在可穿戴设备的操作期间，天线面朝外以在主体的外部部分接收多个GNSS信号，并将多个GNSS信号馈送到处理电路。

在可穿戴设备的一些实施例中，主体的外部部分可以包括可穿戴设备的冠部、外壳的周边部分、可穿戴设备的带子的一部分或其组合。在一些实施例中，主体的外部部分可以包括对可见光至少部分透明的盖，并且天线可以包括附着到盖的表面或嵌入盖中的天线。附着到盖的表面或嵌入盖中的天线可以包括网状天线、环状天线、倒F天线、定向天线、全向天线或其组合。表面可以包括内部表面或外部表面。

在一些实施例中，天线可以进一步被配置为接收广域网(WAN)信号、Wi-Fi信号或两者；并且可穿戴设备可以进一步包括滤波器，滤波器被配置为将多个GNSS信号与WAN信号、Wi-Fi信号或两者隔离。在一些实施例中，天线可以进一步被配置为接收WAN信号、Wi-Fi信号或两者；并且可穿戴设备可以进一步包括惯性测量单元和开关，惯性测量单元被配置为测量可穿戴设备的方位，开关被配置为基于可穿戴设备的方位选择多个GNSS信号、WAN信号、Wi-Fi信号或WAN信号和Wi-Fi信号两者以馈送到处理电路。

在一些实施例中，天线可以通过电容耦合或经由嵌入在主体中的导线电耦合到处理电路。天线可以通过低噪声放大器电耦合到处理电路。天线可以包括圆形天线、环形天线、贴片天线、微带天线、线圈天线或天线阵列。天线可以包括接地平面，接地平面被配置为与穿戴可穿戴设备的用户的皮肤物理接触。

在一些实施例中，处理电路可以被配置为至少部分基于多个GNSS信号确定可穿戴设备的地理位置。在一些实施例中，处理电路可以进一步被配置为：访问关于定义地理区域的多个地理点的信息；基于多个地理点，确定地理位置在地理区域外；以及响应于确定可穿戴设备在地理区域外，向可穿戴设备的用户提供反馈。在一些实施例中，反馈可以包括触觉反馈、音频反馈、视觉反馈或其组合。在一些实施例中，处理电路可以进一步被配置为经由无线链路向外部电子设备发送可穿戴设备的地理位置。在一些实施例中，处理电路可以被配置为跟踪可穿戴设备的地理位置，并且基于跟踪可穿戴设备的地理位置确定可穿戴设备的用户的一个或多个特性，其中用户至少部分地在水中。在一些实施例中，可穿戴设备的主体可以被配置为可移除地附着到用户的游泳泳镜、潜水服、头带或颈部。在一些实施例中，可穿戴设备可以包括被配置为测量可穿戴设备在水中的深度的压力传感器。

根据一些实施方式，方法可以包括经由嵌入在可穿戴设备中的天线接收多个全球导航卫星系统(GNSS)定时信号。方法可以包括至少部分基于多个GNSS信号计算可穿戴设备随时间的多个地理位置。方法可以包括将地理位置和相关联的时间戳储存在可穿戴设备的存储器中。方法可以包括使用可穿戴设备上的将检测到的压力与深度相互关联的压力传感器来测量可穿戴设备的深度。如果测量的深度超过阈值深度，则方法可以包括至少基于保存在可穿戴设备的存储器中的地理位置和相关联的时间确定可穿戴设备的历史速度。方法可以包括至少部分基于在可穿戴设备的磁力计上接收的磁性特征(magnetic signature)确定可穿戴设备的运动方向。方法可以包括使用历史速度和运动方向确定可穿戴设备随时间的一个或多个水下地理位置。方法可以包括将可穿戴设备的一个或多个水下地理位置保存到存储器。

根据一些实施方式，一种方法可以包括在可穿戴设备的天线处检测第二多个GNSS信号。方法可以包括至少部分基于第二多个GNSS信号计算可穿戴设备的更新位置。方法可以包括将可穿戴设备的更新位置储存在存储器中。

根据一些实施方式，方法可以包括生成包括计算的速度、确定的地理位置、确定的运动方向或其组合的消息。方法可以包括经由无线协议向第二电子设备发送消息。

根据一些实施方式，一种方法可以包括使用嵌入在可穿戴设备中的天线接收多个全球导航卫星系统(GNSS)定时信号。方法可以包括在第一停留期期间测量GNSS信号的第一接收能量。方法可以包括在多个次级停留期期间测量GNSS信号的第二接收能量，其中多个次级停留期的每个的持续时间比第一停留期短。方法可以包括至少部分基于第二接收能量超过第一阈值水平，将第二接收能量储存在存储器中。基于第一接收能量是否在第二阈值水平之下，方法可以包括从中心区间(bin)中或中心区间附近的多个次级停留期采集累积的能量，以确定可穿戴设备的位置；以及在存储器中储存次级停留期的GNSS信号的一个或多个特性。

根据一些实施方式，一种方法可以包括从可穿戴设备中的一个或多个传感器接收多个传感器信号。方法可以包括部分基于传感器信号确定可穿戴设备在游泳划水期间的位置。方法可以包括至少部分基于可穿戴设备在游泳划水期间的位置来安排用于测量GNSS信号的时间段。

根据一些实施方式，一种方法可以包括使用天线接收多个全球导航卫星系统(GNSS)定时信号，其中天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下检测多个GNSS信号；至少部分基于接收的GNSS信号计算一段时间内可穿戴设备的一个或多个地理位置。方法可以包括使用可穿戴设备上的压力传感器测量一段时间内可穿戴设备的一个或多个深度。方法可以包括储存一个或多个地理位置。方法可以包括可穿戴设备的存储器中储存在一段时间内的一个或多个深度。

根据一些实施方式，一种方法可以包括经由无线协议向电子设备发送一段时间内的一个或多个地理位置、一个或多个深度或两者。

根据一些实施方式，一种方法可以包括使用天线接收多个全球导航卫星系统(GNSS)定时信号，其中天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下检测多个GNSS信号。方法可以包括至少部分基于接收的GNSS信号计算在时间段期间的可穿戴设备的多个地理位置。方法可以包括将可穿戴设备的多个地理位置和相关联的时间储存在存储器中。方法可以包括基于多个地理位置和相关联的时间确定在该时间段期间可穿戴设备的运动。方法可以包括从穿戴在用户的一个或多个肢体上的一个或多个MEMS传感器接收包含多个加速度信号的无线信号；部分基于加速度信号确定在该时间段期间用户的一个或多个肢体的移动。方法可以包括至少部分基于在该时间段期间用户的一个或多个肢体的移动和可穿戴设备的运动计算划水效率；以及将划水效率储存在存储器中。

根据一些实施方式，一种方法可以包括：使用天线接收多个全球导航卫星系统(GNSS)定时信号，其中天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下检测多个GNSS信号；至少部分基于多个GNSS信号计算在时间段期间的可穿戴设备的多个地理位置；将可穿戴设备的多个地理位置和相关联的时间储存在可穿戴设备的存储器中；生成包括可穿戴设备的多个地理位置和相关联的时间的一个或多个数据消息；以及经由侧链路数据信道向第二设备发送一个或多个数据消息。

根据一些实施方式，一种方法可以包括经由侧链路数据信道从一个或多个第二可穿戴设备接收一个或多个第二数据消息，其中一个或多个第二数据消息包括一个或多个第二可穿戴设备的地理位置。

根据一些实施方式，一种方法可以包括部分基于一个或多个第二可穿戴设备的地理位置经由可穿戴设备提供反馈。

根据一些实施方式，一种方法可以包括：使用天线接收多个全球导航卫星系统(GNSS)定时信号，其中天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下检测多个GNSS信号；至少部分基于接收的GNSS信号计算在时间段期间的可穿戴设备的多个地理位置。方法可以包括将可穿戴设备的多个地理位置和相关联的时间储存在可穿戴设备的存储器中。方法可以包括测量游完已知距离所经过的时间。方法可以包括将地理位置和相关联的时间戳与所经过的时间和已知距离进行比较，以确定校准误差；以及将校准误差储存在存储器中。

根据本公开的一方面，一种可穿戴设备包括通信接口、存储器以及一个或多个处理单元，一个或多个处理单元与通信接口和存储器通信地耦合，并且被配置为使可穿戴设备执行上文所描述的任何方法中的方法。

根据本公开的一方面，一种非暂时性计算机可读介质包括储存在存储器中的多个指令，多个指令在处理器上执行时执行包括上文所描述的任何方法的方法的操作。

下文详细描述这些和其他实施例。例如，其他实施例针对与本文描述的方法相关联的系统、设备和计算机可读介质。

参考以下详细描述和附图，可以获得对本公开的实施例的本质和优点的更好的理解。

附图说明

图1是根据实施例的定位系统的示意图。

图2示出了具有可穿戴设备的用户。

图3示出了可穿戴设备的示例。

图4示出了根据某些实施例的可穿戴设备的示例。

图5示出了根据某些实施例的可穿戴设备的另一示例。

图6示出了根据某些实施例的可穿戴设备的示例。

图7示出了用于投影卫星位置以提高定位精度的技术。

图8示出了用于在浸水活动期间改善GNSS信号的接收的过程的示例性流程图。

图9示出了用于在浸水活动期间补偿GNSS信号的衰减的过程的示例性流程图。

图10示出了用于在浸水活动期间补偿GNSS信号的衰减的过程的示例性流程图。

图11示出了用于在浸水活动期间补偿GNSS信号的衰减的过程的示例性流程图。

图12示出了用于在浸水活动期间补偿GNSS信号的衰减的同时计算游泳划水效率的过程的示例性流程图。

图13示出了用于在浸水活动期间补偿GNSS信号的衰减并且共享信息的过程的示例性流程图。

图14示出了用于在浸水活动期间补偿GNSS信号的衰减的过程的示例性流程图。

图15示出了可穿戴设备的示例性实施例的框图。

根据某些示例实施方式，各附图中的相似的标记和符号指示相似的元件。另外，元件的多个实例可以通过在元件的第一个数字之后跟随一个字母或连字符以及第二个数字来指示。例如，元件110的多个实例可以被指示为110-1、110-2、110-3等，或指示为110a、110b、110c等。当仅使用第一数字来指代此元件时，应理解为元件的任何实例(例如，先前示例中的元件110将指代元件110-1、110-2和110-3或指代元件110a、110b和110c)。

具体实施方式

现在将参照附图描述几个说明性实施例，附图构成了本说明书的一部分。尽管下文描述了其中可以实现本公开的一个或多个方面的具体实施例，但是可以使用其他实施例，并且可以在不脱离本公开的范围或所附权利要求的精神的情况下进行各种修改。

现在将参考各种装置和方法来呈现电信系统的几个方面。这些装置和方法将在以下详细描述中描述，并在附图中由各种框、组件、电路、过程、算法等(被统称为“元件”)示出。这些元件可以使用电子硬件、计算机软件或其任意组合来实现。这些元件是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和强加于整个系统的设计约束。

举例来说，元件或元件的任何部分或元件的任意组合可以被实现为包括一个或多个处理器的“处理系统”。处理器的示例包括微处理器、微控制器、图形处理单元(GPU)、中央处理单元(CPU)、应用处理器、数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算(RISC)处理器、片上系统(SoC)、基带处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、门控逻辑(gated logic)、分立硬件电路以及被配置为执行贯穿本公开描述的各种功能的其他合适的硬件。处理系统中的一个或多个处理器可以执行软件。软件应广义地被解释为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件组件、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行文件(executable)、执行线程、过程、函数(function)等，无论被称为软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言还是其他。

相应地，在一个或多个示例实施例中，所描述的功能可以在硬件、软件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，这些功能可以储存在计算机可读介质上的一个或多个指令或代码上或编码为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码。计算机可读介质包括计算机储存介质。储存介质可以是可由计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限制，这样的计算机可读介质可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘储存器、磁盘储存器、其他磁储存设备、上述类型的计算机可读介质的组合，或者可以被用于以可以被计算机访问的指令或数据结构的形式储存计算机可执行代码的任何其他介质。

以下对示例实施方式的详细描述参见附图。不同附图中的相同标记编号可以标识相同的或类似的元件。

图1是根据实施例的定位系统100的简化图，其中用户设备(UE)105、位置服务器(LS)160和/或定位系统100的其他组件可以使用本文提供的技术确定UE 105的估计位置。在一些实施例中，UE 105可以是可穿戴设备。本文描述的技术可由定位系统100的一个或多个组件来实现。定位系统100可以包括一个或多个UE 105、用于诸如全球定位系统(GPS)的全球导航卫星系统(GNSS)的一个或多个卫星110(也被称为航天器(SV))、基站120、接入点(AP)130、LS160、网络170和外部客户端180。

应该注意的是，图1只提供了各种组件的概括性的说明，其中的任何一个或所有可以被适当地利用，并且其中的每一个可以按需被复制。具体地，尽管只示出了一个可穿戴设备，但是将会理解的是，许多可穿戴设备可以利用定位系统100。类似地，定位系统100可以包括比图1所示更大或更小数量的基站120和/或AP 130。连接定位系统100中各种组件的所示连接包括数据和信令连接，其可以包括附加(中间)组件、直接或间接物理和/或无线连接和/或附加网络。此外，取决于期望的功能，组件可以被重新排列、组合、分离、替换和/或省略。例如，在一些实施例中，外部客户端180可以直接连接到LS160。本领域普通技术人员将认识到对所示组件的许多修改。

取决于期望的功能，网络170可以包括多种无线和/或有线网络中的任何一种。网络170可以例如包括公共和/或私用网络、局域网和/或广域网等的任意组合。此外，网络170可以利用一种或多种有线和/或无线通信技术。在一些实施例中，网络170可以包括例如蜂窝或其他移动网络、无线局域网(WLAN)、无线广域网(WWAN)和/或互联网。网络170的具体示例包括长期演进(LTE)无线网络、第五代(5G)无线网络(也被称为新无线电(NR)无线网络或5G NR无线网络)、Wi-Fi WLAN和互联网。LTE、5G和NR是由第三代合作伙伴计划(3GPP)定义或正在定义的无线技术。网络170还可以包括多于一个网络和/或多于一种类型的网络。

基站120和接入点(AP)130通信地耦合到网络170。在一些实施例中，如本文中下文所描述的，基站120可以由蜂窝网络提供商拥有、维护和/或操作，并且可以采用多种无线技术中的任何一种。取决于网络170的技术，基站120可以包括节点B、演进节点B(eNodeB或eNB)、基站收发台(BTS)、无线电基站(RBS)、NR节点B(gNB)、下一代eNB(ng-eNB)等。作为gNB或ng-eNB的基站120可以是下一代无线电接入网络(NG-RAN)的一部分，在网络170是5G网络的情况下，下一代无线电接入网络可以连接到5G核心网络(5GC)。例如，AP 130可以包括Wi-Fi AP或AP。因此，通过使用第一通信链路133经由基站120接入网络170，UE 105可以与网络连接的设备(诸如LS160)发送和接收信息。附加地或可替代地，因为AP 130也可以与网络170通信地耦合，所以UE 105可以使用第二通信链路135与包括LS160的互联网连接的设备通信。

如本文所使用的，术语“基站”一般可以指单个物理传输点，或者可以位于基站120的多个协同定位的物理传输点。物理传输点可以包括基站的天线阵列(例如，如在多输入多输出(MIMO)系统中和/或基站采用波束成形的情况下)。术语“基站”可以附加地指多个非协同定位的物理传输点，物理传输点可以是分布式天线系统(DAS)(经由传输介质连接到公共源的空间分离的天线的网络)或远程无线电头端(RRH)(连接到服务基站的远程基站)。可替代地，非协同定位的物理传输点可以是从UE 105接收测量报告的服务基站以及UE 105正在测量其参考无线电频率(RF)信号的邻近基站。

如本文所使用的，术语“小区”一般指用于与基站120通信的逻辑通信实体，并且可以与用于区分经由相同或不同运营商操作的邻近小区的标识符(例如，物理小区标识符(PCID)、虚拟小区标识符(VCID))相关联。在一些示例中，运营商可以支持多个小区，并且可以根据可以为不同类型的设备提供接入的不同协议类型(例如，机器类型通信(MTC)、窄带物联网(NB-IoT)、增强型移动宽带(eMBB)或其他)来配置不同的小区。在一些情况下，术语“小区”可以指逻辑实体在其上操作的地理覆盖面积(例如，扇区(sector))的一部分。

LS160可以包括被配置为确定UE 105的估计位置和/或向UE 105提供数据(例如，“辅助数据”)以促进位置确定的服务器和/或另一计算设备。根据一些实施例，LS160可以包括归属安全用户平面定位(SUPL)定位平台(H-SLP)，其可以支持由开放移动联盟(OMA)定义的SUPL用户平面(UP)定位解决方案，并且可以基于储存在LS160中的UE 105的订阅信息来支持UE 105的定位服务。在一些实施例中，LS160可以包括发现SLP(D-SLP)或紧急SLP(E-SLP)。LS160还可以包括增强型服务移动定位中心(E-SMLC)，其使用用于UE 105的LTE无线电接入的控制平面(CP)定位解决方案来支持UE 105的定位。LS160可以进一步包括位置管理功能(LMF)，该功能使用用于UE 105的5G或NR无线电接入的控制平面(CP)定位解决方案来支持UE 105的定位。在CP定位解决方案中，控制和管理UE 105的位置的信令可以使用现有的网络接口和协议在网络170的元件之间以及与UE 105交换，并且作为从网络170的角度来看的信令。在UE定位解决方案中，从网络170的角度来看，控制和管理UE 105的位置的信令可以作为数据(例如，使用互联网协议(IP)和/或传输控制协议(TCP)传输的数据)在LS160和UE 105之间交换。

UE 105的估计位置可以用在多种应用中，例如，辅助UE 105的用户进行测向或导航，或者辅助另一用户(例如，与外部客户端180相关联的用户)定位UE 105。“定位”在本文中也被称为“位置估计”、“估计位置”、“位置”、“定位”、“定位估计”、“定位定点(fix)”、“估计定位”、“位置定点”或“定点”。UE 105的位置可以包括UE 105的绝对位置(例如，纬度和经度，以及可能的海拔)或UE 105的相对位置(例如，表示为北或南、东或西的距离的位置，并且可能还有在某个其他已知固定位置或某个其他位置(诸如，在某个已知先前时间的UE105的位置)之上或之下)。位置也可以被指定为大地位置(作为纬度和经度)或城市位置(例如，按照街道地址或使用其他与位置相关的名称和标签)。位置可以进一步包括不确定性或误差指示，诸如预期有误差的位置的水平距离，并且可能还有垂直距离，或者UE 105预期以某一置信度水平(例如，95％置信度)位于其中的面积或体积(例如，圆形或椭圆形)的指示。

外部客户端180可以是可以与UE 105具有某种关联(例如，可以由UE 105的用户访问)的网络服务器或远程应用，或者可以是向某个或某些其他用户提供位置服务的服务器、应用或计算机系统，位置服务可以包括获取和提供UE 105的位置(例如，实现诸如朋友或亲属查找器、资产跟踪或儿童或宠物定位的服务)。附加地或可替代地，外部客户端180可以获得UE 105的位置，并将其提供给紧急服务提供商、政府机构等。

GNSS卫星110可以是一个或多个发送设备，诸如卫星定位系统(SPS)，其可以从一个或多个航天器(SV)发送SPS信号以用于基于无线信号的定位。在一些实施例中，SPS可以例如包括GNSS，诸如GPS或伽利略(Galileo)卫星系统。在其他实施例中，一个或多个SV可以来自多个GNSS，诸如但不限于GPS、伽利略、格洛纳斯(Glonass)或北斗(Compass)卫星系统。在其他实施例中，一个或多个SV可以来自几个区域导航卫星系统(RNSS)中的任何一个，诸如，例如广域增强系统(WAAS)、欧洲静地导航覆盖服务(EGNOS)、准天顶卫星系统(QZSS)，这里仅举几个例子。在又一示例中，一个或多个其他设备可以表示一个或多个基于地面的无线发送设备，诸如专用定位信标发送设备、可以是无线局域网的一部分的接入点(AP)设备、可以是蜂窝电话系统的一部分的基站收发台等或其某种组合。

图2示出了具有可穿戴设备204的用户202。可穿戴设备204可以包括但不限于电子或智能手表。可穿戴设备204越来越多地被设计成在水环境中操作，并且可以防水到某一深度(例如，50米)。然而，当可穿戴设备204在水下时，依赖于来自多个卫星110的GNSS信号206的导航特征常常无法正常工作，因为GNSS信号206可能在很大程度上被空气和水之间的界面反射，并且因此只能穿透水一小段距离(例如，几英寸)。随着用户手臂的移动，设备可以进入和离开水，并且GNSS信号206的接收最多可能是间歇的。在从卫星110行进的过程中，GNSS信号206穿过降低信噪比的几个边界。第一空气-水(air-to-water)存在于穿过水的表面的GNSS信号中。GNSS信号206的一部分可以在水-空气(water-to-air)边界处被水的表面反射。第二边界存在于从可穿戴设备204的外壳体到通常安装在或连接到可穿戴设备壳体内的印刷电路板(PCB)上的GNSS天线。水-空气边界影响从水传递到可穿戴设备204的GNSS天线的GNSS信号206。如本文所描述的，所公开的技术改善了到达可穿戴设备204的GNSS接收器的天线的GNSS信号206的信噪比。

补偿由GNSS信号的衰减引起的间歇性定位的其他技术是通过平均滤波器或卡尔曼滤波器对接收的信号进行滤波，平均滤波器或卡尔曼滤波器还从可穿戴设备204上的一个或多个传感器接收加速度数据、陀螺仪数据或磁力计数据。例如，磁力计可以通知设备关于划水的部分，用于确定接收GNSS数据的时间。

在各种实施例中，GNSS信号的衰减可以通过避免水-空气边界来减少，例如，通过将GNSS天线定位在可穿戴设备204的外部而不是可穿戴设备204的内部。将GNSS天线定位在设备的外部(而不是壳体内的PCB上)可以改善接收的GNSS信号206的信噪比。在一些实施例中，可穿戴设备204可以包括能够接收GNSS信号并且经由例如开关连接到GNSS接收器(例如，在PCB上)的两个或更多个天线。两个或更多个天线可以都位于可穿戴设备204的外部部分，或者可以包括在可穿戴设备204外部的至少一个天线和在可穿戴设备204的壳体内的至少一个天线。可以从两个或更多个天线中选择不在水中的和/或接收更强GNSS信号的天线，并将其通过开关连接到GNSS接收器。

在各种实施例中，第二电子设备208可以可移除地耦合到用户设备、身体或衣服的一部分，身体或衣服的一部分保持在水外或者至少周期性地(或非周期性地)在水外，以改善GNSS信号206的接收。例如，第二电子设备208可以耦合到用户的泳镜210、面罩(未示出)、通气管(未示出)、头带(未示出)或泳帽(未示出)的背面。在其他实施例中，第二电子设备208可以耦合到用户的衣服(例如，潜水服、防磨衣、游泳衣)。第二电子设备208可以优选地耦合到衣服的上部，所以它可以将GNSS信号206的接收最大化。在一些实施例中，第二电子设备208可以附着到可以缠绕在用户上半身的带子上。

第二电子设备208可以包括天线、GNSS接收器、电源(例如，电池)、处理器、无线收发器和存储器。第二电子设备208可以包括夹子以附着到用户的装备或衣服上。由第二电子设备208收集的数据可以包括射频信号(增强的)、中频(IF)数据、显示正弦波的幅度(或振幅)和相位变化的I/Q数据(数字化的)、伪距和计算的位置。在各种实施例中，可以实时过滤位置数据，以考虑航向(使用磁力计或GNSS位置)、当前漂移和位置历史。

在第二电子设备208处收集GNSS信息的另一优点是避免了与用户在游泳划水期间移动手臂相关联的多普勒问题。与手臂的移动相比，头部和躯干的顶部在游泳期间具有更少的与身体的移动相关联的多普勒效应。

由第二电子设备208收集的位置数据可以经由对等无线协议(例如，蓝牙、LTE直连(LTE direct)、WiFi直连(WiFi Direct)、PC5、超宽带(UWB)等)来连续地或周期性地发送到可穿戴设备204。在一些实施例中，当可穿戴设备204在水外时，位置数据可以被适时地发送到可穿戴设备204。在一些实施例中，可穿戴设备204可以获得由第二电子设备208收集的位置数据(例如，由第二电子设备208接收的GNSS信号)，并且选择性地使用由可穿戴设备204上的天线接收的GNSS信号、由第二电子设备208收集的位置数据(例如，GNSS信号)或两者来针对给定的时间窗口进行定位。在一些实施例中，当游泳环节已经完成时，第二电子设备208可以批处理并储存位置数据，并将位置数据发送到可穿戴设备204(例如，智能手表)。在一些实施例中，在溺水情况下或具有强大的水流、风暴或具体用户界面设置的情况下，紧急模式可以超越正常通信协议来将位置数据传送到可穿戴设备204。许多可穿戴设备204具有广域网(WAN)能力，这将允许可穿戴设备204与紧急服务连接。

在一些实施方式中，可穿戴设备204(例如，智能手表)和第二电子设备208(例如，在泳镜210上或之中)可以相互检测、识别、认证(如果需要的话)和/或通信，并且可以基于由两个设备接收的GNSS信号的质量或由用户身上的传感器检测的其他特征来选择它们两者中的一个或两个用于GNSS搜索。例如，如果某些开放水域游泳特征(例如，游泳池、海滩等)被用户身上的泳镜210或其他传感器(例如，相机)检测到，GNSS测量可以被传送到泳镜210、面罩或至少可以周期性地不在水中的其他设备(例如，浮动浮标)。在一个以智能手表(或智能手机)为中心的实施方式中，某些开放水域游泳特征可以被配置在智能手表上。当泳镜和开放水域游泳特征被检测到时，泳镜可被打开用于GNSS测量和定位缓冲，其中固定速率可由用户经由智能手表或智能手机(例如，使用适合的UI)或经由泳镜被控制。泳镜可以储存GNSS位置数据，并且可以例如当用户不在水中时或者偶尔当用户的手不在水中时或者当智能手表请求GNSS位置数据时，经由蓝牙将GNSS位置数据上传到智能手表或智能手机。智能手表可以自动将GNSS信号测量功能委托给泳镜(如果存在的话)，或者可以基于某些可配置的用户选择或环境条件来进行委托。例如，当智能手表在水下或被阻挡时(例如，基于接收信号水平在阈值之下)，智能手表可以将GNSS信号测量功能委托给泳镜，而泳镜不在水中或具有更好的GNSS信号接收。在一些实施例中，例如，当泳镜在水中而智能手表不在水中时，GNSS信号测量可以从泳镜切换回智能手表，或者泳镜可以不接受委托，归因于例如低电量状态或GNSS信号接收差。

在一些实施方式中，基于由传感器测量的某些数据，诸如由相机捕获的图像，可以打开或关闭智能手表、泳镜中的至少一个或两者，或者智能手表或泳镜可以以更高或更低的速率进行测量。例如，如果基于相机捕获的图像确定用户在(或不在)水池中或开放水域中，则可以打开(或关闭)智能手表或泳镜的GNSS测量功能。在一些情况下，基于传感器数据指示的条件，诸如用户的周围环境，GNSS测量可以被禁用以节省功率。

在完成游泳之后，为游泳收集的统计数据(例如，轨迹、速度、漂移和水流)可以经由可穿戴设备204显示在地图上。所收集的统计数据还可以被传送到第二电子设备(例如，移动设备、平板电脑或膝上型电脑)进行显示。收集到的统计数据可以被传送到服务器上进行显示，并可从任何联网设备进行访问，但需经认证。

图3示出了可穿戴设备300的示例。可穿戴设备300可以是可穿戴设备204的示例。可穿戴设备300可以包括外壳302、面308(或窗口、显示器、屏幕或水晶面)和带子310。

图3示出了源自多个GNSS卫星110的多个GNSS信号206。图3示出了当可穿戴设备300在水下时，面308和PCB板334之间的水-空气界面330。如图3所示，在面308和PCB板334上的GNSS天线332之间有间隙304(空气或真空间隙)。GNSS信号206从一种介质(例如，空气)传播到第二种介质(水)，并且可以至少部分地在空气-水界面被反射。GNSS信号206的剩余部分可以在水中传播，并且可以进一步衰减。到达可穿戴设备300的面308的GNSS信号206的部分可以在进入间隙304之前在水-空气界面330处至少部分地被反射。因此，GNSS信号206在到达PCB板334上的GNSS天线332之前可能大大衰减。这导致在GNSS天线332处接收的GNSS信号206的信噪比降低。GNSS信号206的信噪比的这种降低会导致可穿戴设备300错过定位机会。

图4示出了可穿戴设备400的示例。可穿戴设备400可以是可穿戴设备204的示例。可穿戴设备400可以包括外壳402、边框404、冠部406、面408(或水晶面)、带子410、相机接入端口420、扣环414或其任意组合。

在各种实施例中，GNSS天线可以并入可穿戴设备400的外部部分。在一些实施例中，外部部分可以是可穿戴设备400的圆形边框404。以这种方式，边框404可以充当圆形“贴片状”天线来接收GNSS信号。圆形天线可以优先地接受极化信号，诸如圆极化信号。在各种实施例中，边框404可以经由导线(未示出)或其他手段电连接到可穿戴设备400的外壳402中的GNSS接收器(未示出)。由于边框404在可穿戴设备400的外壳402或壳体外，GNSS天线的这个位置避免了外壳的外部和内部GNSS天线之间的水-空气界面。在各种实施例中，边框404中的GNSS天线可以连接到低噪声放大器，然后连接到具有GNSS接收器的PCB板上的连接器。

在其他实施例中，外部部分可以是可穿戴设备400的冠部406。以这种方式，冠部406可以充当圆形“贴片状”天线来接收GNSS信号。天线可以导致极化信号被接收。在各种实施例中，冠部406可以经由导线或其他手段电连接到可穿戴设备400的外壳402中的GNSS接收器(未示出)。由于冠部406在可穿戴设备400的外壳402或壳体外，GNSS天线的这个位置还避免了外壳的外部和内部GNSS天线之间的水-空气界面。在各种实施例中，冠部406中的GNSS天线可以连接到低噪声放大器，然后连接到具有GNSS接收器的PCB板上的连接器。

在其他实施例中，外部部分可以是可穿戴设备400的面408(或窗口、盖或水晶面)。网状天线、环状天线、倒F形天线、定向天线或全向天线可以形成在面408的内部表面或外部表面上，或者嵌入面408中，以充当接收GNSS信号的天线。例如，细而薄的网状天线416可以附着到面408的内部表面或外部表面，或者嵌入面408中，以接收GNSS信号。在各种实施例中，网状天线416可以经由导线或其他手段电连接到可穿戴设备400的外壳402中的GNSS接收器(未示出)。网状天线416实际上可以是几乎半透明或透明的，以便可穿戴设备204的表盘上的任何显示可以通过网状天线416被看到。由于网状天线416在可穿戴设备400的外壳402或壳体的外部表面或内部表面上或在可穿戴设备400的外壳402或壳体内，GNSS天线的这个位置还可以避免外壳的外部和内部GNSS天线之间的水-空气界面。在各种实施例中，面408中的GNSS天线可以连接到低噪声放大器，然后连接到具有GNSS接收器的PCB板上的连接器。在各种实施例中，网状天线416可以集成到可穿戴设备400的显示器或屏幕中。

在其它实施例中，外部部分可以是可穿戴设备400的一个或两个带子410的部分。带子410(或绳子)可以包括一个或多个GNSS天线元件418。GNSS天线元件418可以嵌入可穿戴设备400的一个或两个带子410(或绳子)中。在各种实施例中，在可穿戴设备400的外壳402的内部，在GNSS天线元件418和GNSS接收器之间可以有牢固的连接(例如，导线)。在各种实施例中，可以在GNSS接收器和GNSS天线元件418、边框404或可穿戴设备400的外壳402之间使用电感耦合、电容耦合或另一种无线接口。由于GNSS天线元件418在可穿戴设备400的外壳402或壳体外，GNSS天线的这个位置避免了外壳的外部和内部GNSS天线之间的水-空气界面。在各种实施例中，带子410中的GNSS天线元件418可以连接到低噪声放大器，然后连接到具有GNSS接收器的PCB板上的连接器。

在一些实施例中，外部部分可以是相机接入端口420或可穿戴设备400的复杂部分(complication)。倒F形天线可以被安装在相机接入端口420中以接收GNSS信号。在一些实施例中，在可穿戴设备400的外壳402的内部，在GNSS天线和GNSS接收器之间可以有固体界面。由于GNSS天线在可穿戴设备400的外壳402或壳体外，GNSS天线的这个位置避免了外壳的外部和内部GNSS天线之间的水-空气界面。在各种实施例中，相机接入端口420中的GNSS天线可以连接到低噪声放大器，然后连接到具有GNSS接收器的PCB板上的连接器。

图5示出了可穿戴设备500的示例。可穿戴设备500可以是可穿戴设备204的示例。可穿戴设备500可以包括外壳502、边框504、冠部506、面508(或显示器、屏幕或水晶面)和带子510。

图5示出了源自多个GNSS卫星110的多个GNSS信号206。如图5所示，在面508和PCB板534之间有间隙512，因此有水-空气界面530。在一些实施例中，天线可以被安装在可穿戴设备500的外部部分，以避免水-空气界面530。

在一些实施例中，外部部分可以是可穿戴设备500的圆形边框504或冠部506。在其它实施例中，外部部分可以是可穿戴设备500的一个或两个带子510。带子510(或绳子)可以包括GNSS天线元件518。GNSS天线元件518可以嵌入可穿戴设备500的一个或两个带子510(或绳子)中。在各种实施例中，在可穿戴设备500的外壳502的内部，在GNSS天线元件518和GNSS接收器之间可以有固体界面。在一些实施例中，可以在PCB板534和GNSS天线元件518、边框504或可穿戴设备500的外壳502之间使用电感或电容耦合。

在一些实施例中，外部部分可以是可穿戴设备500的面508或水晶面。网状天线、环状天线、倒F形天线、定向天线或全向天线可以形成在面508的内部表面或外部表面上，或者嵌入面508中，以充当接收GNSS信号的天线。例如，网状天线516可以附着到面508的内部表面或外部表面，或者嵌入面508中，以接收GNSS信号。在一些实施例中，网状天线516可以经由导线或其他手段电连接到可穿戴设备500的外壳502中的PCB板534上的GNSS接收器(未示出)。网状天线516可以是几乎半透明或透明的，以便显示可以通过网状天线516被看到。

图6示出了根据某些实施例的可穿戴设备600的示例。可穿戴设备600可以包括外壳610、顶盖620、底盖630、带子640、外壳610中的PCB板650和冠部660。外壳610可以包括至少层612，层612包括非导电材料，诸如塑料、陶瓷或另一种介电材料。顶盖620和底盖630可以是外壳610的一部分，或者可以耦合到外壳610以形成气密密封的外壳或壳体。顶盖620可以包括例如显示器、屏幕或玻璃窗口。边框622可以位于顶盖620的周边。底盖630可以包括导电板，导电板在使用时可以与用户的皮肤接触。在一些实施例中，可穿戴设备600可以包括不同于带子640的结构，以将可穿戴设备600附着到用户或用户穿戴的服装。例如，该结构可以是钩子、夹子、紧固件等。如下文参照图15更详细描述的，PCB板650可以包括安装在其上的各种电气组件和电路，诸如信号调节电路、各种传感器、数据处理单元、通信子系统、输入/输出设备(例如显示器)驱动器、存储器等。例如，可穿戴设备600可以包括能确定可穿戴设备600在水下的深度的压力传感器。PCB板650上的电气组件和电路可用于执行下文所描述各种方法。PCB板650可以与顶盖620相距距离604(例如，通过空气或真空间隙，或者介电填充材料)。可穿戴设备600还可以包括一个或多个天线，诸如GNSS天线、WAN或Wi-Fi天线、近场通信(NFC)天线、蓝牙(例如，BLE)天线等。

在各种实施例中，一个或多个GNSS天线可以位于可穿戴设备600的主体的一个或多个外部部分，用于在可穿戴设备600的主体的外部部分接收GNSS信号，而不是在PCB板650或外壳610内的可穿戴设备600的其他部分。例如，在一些实施例中，边框622可以包括金属环，金属环可以与层612和底盖630结合，形成环形GNSS天线以接收GNSS信号。底盖630可以是GNSS天线的接地平面，其中用户(例如，在水中)可以充当地或者提供到地(或者水)的路径。层612可以是地和金属环之间的介电层。环形GNSS天线可优先接受极化信号，诸如圆极化GNSS信号。在一些实施例中，边框622的金属环可以经由连接器672(例如，金属导线或导电通孔)或其他手段(例如，通过电容或电感耦合)电连接到PCB板650上的GNSS接收器。在一些实施例中，边框622中的金属环可以首先连接到低噪声放大器(LNA)670和/或滤波器用于信号调节和放大，并且LNA670的输出可以通过连接器672连接到PCB板650上的GNSS接收器。因为边框622在可穿戴设备600的主体的外壳610外，所以GNSS信号可以由外壳610外的环形GNSS天线接收。这样，GNSS信号将不需要通过间隙或填充材料传播到外壳610中以到达PCB板650。因此，GNSS信号可以避免如图3所示的外壳610的外部和内部GNSS天线之间的水-空气界面(例如，水-空气界面330)。另外，当用户在水中(例如，当用户在开放水域游泳时)划水时，边框622可以至少周期性地面向天空。因此，由边框622中的金属环形成的环形GNSS天线可以更高效地接收GNSS信号。

在一些实施例中，外部部分可以是可穿戴设备600的顶盖620(例如，玻璃或塑料窗口、屏幕或显示器)。网状天线、环状天线、倒F形天线、定向天线或全向天线可以形成在顶盖620的内部表面或外部表面上，或者嵌入顶盖620中，以充当用于接收GNSS信号的天线。例如，细而薄的金属网624可以形成在顶盖620的顶部(外部)表面或底部(内部)表面上，或者可以嵌入顶盖620中。金属网624对于可见光可以是半透明或透明的，使得可穿戴设备600的表盘或显示面板可以通过金属网624被看到。金属网624可以与层612和底盖630结合，形成网状GNSS天线。底盖630可以是网状GNSS天线的接地平面，其中用户(例如，在水中)可以充当地或提供到地(或水)的路径。层612可以是地和金属网624之间的介电层。在一些实施例中，金属网624可以经由连接器672(例如，金属导线或导电通孔)或其他手段(例如，通过电容或电感耦合)电连接到PCB板650上的GNSS接收器。在一些实施例中，金属网624可以首先连接到低噪声放大器670和/或滤波器用于信号调节和放大，并且LNA 670的输出可以通过连接器672连接到PCB板650上的GNSS接收器。因为金属网624在可穿戴设备600的顶盖620上，所以GNSS信号可以由外壳610外的网状GNSS天线接收。这样，GNSS信号将不需要通过间隙或填充材料传播到外壳610中以到达PCB板650。因此，如图3所示的外壳610的外部和内部GNSS天线之间的水-空气界面(例如，水-空气界面330)可以被避免。另外，当用户在水中(例如，当用户在开放水域游泳时)划水时，金属网624可以至少周期性地面向天空。因此，由金属网624形成的网状GNSS天线可以更高效地接收GNSS信号。

在一些实施例中，外部部分可以是可穿戴设备600的冠部660。如上文所描述的，冠部660可以与层612和底盖630相结合，形成“片状”GNSS天线，以接收GNSS信号。在一些实施例中，冠部660可以首先连接到低噪声放大器670和/或滤波器用于信号调节和放大，并且LNA 670的输出可以通过连接器672连接到PCB板650上的GNSS接收器。因为冠部660在可穿戴设备600外，所以GNSS信号可以被外壳610外的GNSS天线接收。这样，GNSS信号将不需要通过间隙或填充材料传播到外壳610中以到达PCB板650。因此，GNSS信号可以避免图3所示的外壳610的外部和内部GNSS天线之间的水-空气界面(例如，水-空气界面330)。另外，当用户在水中(例如，当用户在开放水域游泳时)划水时，冠部660可以至少周期性地面向天空。因此，由冠部660形成的GNSS天线可以更高效地接收GNSS信号。

在一些实施例中，外壳610可以不被气密密封，但是PCB板650可以被气密密封。因此，可以允许水进入外壳610并填充外壳610中的间隙，以消除外壳610中的任何空气界面以及空气界面处的信号损失。PCB板650可以被气密密封以防止水到达PCB板650。GNSS天线可以在PCB板650上，或者可以在封装或覆盖PCB板650的介电材料层中。

在一些实施例中，外部部分可以是可穿戴设备600的带子640的部分。带子640可以包括一个或多个GNSS天线元件642。例如，GNSS天线元件642可以嵌入可穿戴设备600的带子640中。在一些实施例中，GNSS天线元件642可以首先连接到低噪声放大器670和/或滤波器用于信号调节和放大，并且LNA 670的输出可以通过连接器672连接到PCB板650上的GNSS接收器。因为GNSS天线元件642在可穿戴设备600外，所以GNSS信号可以由外壳610外的GNSS天线接收。这样，GNSS信号将不需要通过间隙或填充材料传播到外壳610中以到达PCB板650。因此，GNSS信号可以避免图3所示的外壳610的外部和内部GNSS天线之间的水-空气界面(例如，水-空气界面330)。另外，GNSS天线元件642可靠近外壳610，并且因此当水中的用户(例如，当用户在开放水域游泳时)划水时，GNSS天线元件642可至少周期性地面向天空。因此，由冠部660形成的GNSS天线可以更高效地接收GNSS信号。

在一些实施例中，上文所描述的这些GNSS天线的任意组合可用于接收GNSS信号。在一些实施例中，GNSS天线可以包括天线元件阵列。在一些实施例中，GNSS天线也可以用作例如WAN或Wi-Fi天线。例如，滤波器或分离器可用于分离GNSS信号和WAN或Wi-Fi信号。在一些实施例中，开关可用于将天线连接到PCB板650上的GNSS接收器电路或PCB板650上的WAN或Wi-Fi接收器电路。例如，上文所描述的压力传感器可用于确定可穿戴设备600是否在水中，使得当可穿戴设备600被确定不在水中时，天线可被切换到GNSS接收器电路，或者当可穿戴设备600被确定为在水中时，天线可被切换到WAN或Wi-Fi接收器电路。

图7示出了用于投影卫星位置以提高定位精度的技术。在各种实施例中，第二电子设备208可以可移除地耦合到用户设备或衣服的保持在水外的部分，以改善GNSS信号206的接收。例如，第二电子设备208可以耦合到用户的泳镜210、面罩(未示出)、通气管(未示出)、头带(未示出)或泳帽(未示出)的背面。

使用GNSS卫星确定接收器位置的传统方法一般需要接收器从三个或更多个可见卫星下载导航消息，从导航消息中提取每个卫星的广播星历，并利用星历数据计算卫星在特定时间在ECEF(地心地球固定)坐标系中的位置。每个卫星的广播星历以数据帧的形式提供，发送/接收大约需要30秒。广播星历在从卫星开始广播导航数据的时间开始的四个小时期间内有效。控制站上传数据到卫星的频率较低，通常一天几次。四个小时后，接收器可能需要再次下载最新的广播星历。

在“热”或“冷”开始条件下，GNSS接收器可能没有有效的星历，所以在估计位置之前，它可能必须等待直到至少四个卫星被获取并且它们的广播星历被提取。这将获取有效星历所需的时间延长到超过30秒，可能延长到几分钟，这对于用户来说是不可接受的。

此外，在弱信号条件下，来自一个或多个卫星的信号的信噪比可能下降到接收器的阈值以下，以在没有重大误差的情况下解码导航消息。当包含GNSS接收器的可穿戴设备部分浸没在水下时，可能存在这些情况。如果少于四个可用卫星是可见的，则卫星伪距数据可被朝前传播到某一位置的卫星，以基于已知星历数据给出最好的可能的位置稀释(DOP)。例如，如图7所示，可见GNSS卫星110可能导致对于可穿戴设备204而言不是最佳的地理解决方案，部分是因为它们可能倾向于将位置偏向没有第四卫星的组。补偿这些影响的一种技术是使用第四卫星710的星历数据，因为第四卫星的GNSS信号706没有被可穿戴设备204接收到。该技术可以包括基于先前的观测、已知时间和星历信息来传播第四卫星的信号。例如，在多普勒信息不好的情况下，添加第四卫星可以将位置拉回到准确的位置。

为了克服这些类型的问题，如果接收器具有经由辅助GNSS(A-GNSS)与无线网络通信的能力，GNSS接收器可以从例如蜂窝网络获得星历。可替代的，星历可以是储存在接收器的存储器中的文件的形式。文件可以包括几天内有效的一个或多个卫星的星历数据。可以使用无线介质将文件传输到GNSS接收器，或者用户可以周期性地将GNSS接收器连接到互联网，并从已知位置下载最新的文件。在来自无线网络或储存的文件的辅助下，首次定位时间(TTFF)可以减少到几秒(大致5-15秒)。

然而，文件的大小可能会有问题。如果文件很大，将文件传送到GNSS接收器可能要花费很长时间，并且可穿戴设备可能具有有限的存储器资源。通常会有与文件传送相关联的成本。例如，文件可能必须通过无线链路传送到GNSS设备，或者用户可能必须将设备连接到与文件所在的服务器相链接的计算机以传送下载文件。传送文件的成本通常与传输时间或传输文件的大小成正比。同样，下载文件所花费的时间可能会给用户带来不便。此外，如果GNSS接收器是具有有限存储容量的可穿戴设备等的一部分，则大文件可能会消耗过多的设备存储器份额。

根据本发明的实施例，接收(例如，客户端)设备可以访问包含缩放值(例如，整数值)和缩放因子的文件。缩放因子用于将缩放值转换成系数和残差，这些系数和残差进而可以与时间相关函数一起用于计算卫星导航系统(例如，GNSS)卫星的星历数据，包括时钟校正数据。客户端设备可以使用计算出的星历数据和时钟校正确定定位(例如，设备的位置)。即使预测的GNSS信号706没有被可穿戴设备204接收到，星历数据也可用于预测第四卫星710的位置。

通过使用缩放值和缩放因子来表示包括时钟校正数据的星历数据，文件的大小可以被显著地减小，进而减少了传输和/或下载文件到客户端设备所需的时间量，并且还减少了文件所消耗的设备存储量。根据本发明的实施例，可以使用小于大约15千字节(KB)的文件空间来储存一周的星历数据和时钟校正数据。与从例如喷气推进实验室(JetPropulsion Laboratory)数据估计的星历数据集每四个小时累积并未压缩发送的情况相比，这种大小的文件要好三到四倍。

系统可以包括卫星星座110、包括存储器和中央处理单元(CPU)并且还可以包括无线接收器的可穿戴设备204、以及也具有存储器和CPU并且可以包括无线发送器的位置服务器160。

位置服务器160可以经由有线或无线连接直接或间接地(例如，经由某种中间配套或配套设备)向可穿戴设备204发送星历信息750。星历信息750可以包括例如长期星历数据、广播星历、长期历书数据、广播星历、星历/历书校正或其组合。可替代地，可以使用某种类型的便携式计算机可读储存介质，诸如上文提到的那些，将信息从位置服务器160传送到可穿戴设备204。可穿戴设备204一般可以访问驻留在位置服务器160上的信息。

在一个实施例中，可穿戴设备204具有接收和处理来自卫星110的卫星导航系统信号的能力。卫星导航系统信号包括星历数据和时钟校正数据。卫星导航系统信号一般包括允许可穿戴设备204确定其位置的信息。

根据本发明的实施例，位置服务器160从诸如但不限于喷气推进实验室(JPL)的源接收未来几天的以周期性卫星位置(ECEF x-y-z坐标)和时钟校正的形式的原始数据(源数据)。能够以高精度预报卫星的轨道确定、预测和传播。源数据还可以包括用于预测卫星位置和时钟校正两者的质量指示符。

根据本文描述的一些实施例，在位置服务器160处从源数据中导出预测星历数据和时钟校正，它们在本文中可以统称为伪星历或合成星历数据。伪星历数据可以二进制文件内的压缩格式提供给可穿戴设备204。这些预测通常在几天的时间段内可用。可以使用广播星历(如果可用的话)来更新预测的时钟校正，广播星历是在预测所覆盖的时间段期间被接收的。通过从源数据估计星历并压缩结果，星历(包括时钟校正)以促进传输、储存和取得的方式被格式化。

在接下来的讨论中，术语“预测的”用于指从以卫星位置和时钟校正的形式的原始源数据中导出的数据。如将要描述的，预测数据被压缩，并且术语“计算的”用于指从压缩的数据计算(重构)的数据。术语“广播的”用于指从卫星广播的数据。在某种意义上，预测数据用于预报广播数据，并且计算数据(基于预测数据)用于代替广播数据。

星历参数可以从原始(源)数据中估计，原始(源)数据的形式是未来几天的周期性卫星位置(ECEF x-y-z坐标)和时钟校正。换句话说，不是将一组星历参数转换成ECEF坐标中的卫星位置，而是执行从已知卫星位置到一组星历参数的反向操作。

源数据不一定是连续的；例如，可以以15分钟的间隔提供卫星位置和时钟校正的序列。这个过程的结果是一组时间相关的和卫星相关的星历参数和时钟校正。如果源数据以15分钟为间隔，则此时预测星历参数和时钟校正数据也以15分钟为间隔。

每个星历参数的时间相关值(不包括下文讨论的时钟校正)可以独立地表示为时间和其他轨道参数的连续函数。例如，多项式或三角函数可以被拟合在这个过程中生成的数据中，每个参数由单独的函数或模型来表示。用于导出函数的值(来自该过程的预测值)和该函数随后被评估时计算的值之间可能有不同。这些不同或残差也可以用于计算各种时间间隔。为了减少二进制文件中的数据量，可以如下确定残差：例如，如果以15分钟的间隔确定预测星历参数，那么也可以以15分钟的间隔确定残差，但是之后可以计算四至六个小时期间的残差的平均值，并将其包括在二进制文件中。

时钟校正也随时间变化，并且以类似的方式，时钟校正的变化可以表示为多项式和谐波曲线的和。源(例如，JPL)数据中的时钟校正项可以是曲线拟合的，并且曲线的系数可以使用缩放值和缩放因子来表示。当在接收器处重构星历和时钟校正时，可以从时钟校正模型中导出分别对应于相位误差、频率误差和频率误差变化率的在子帧一(例如，af0、af1和af2)项中给出的多项式系数。

与在这个过程中导出的函数相关联的系数和常数均可表示为缩放因子和缩放值(诸如带符号的整数值)的乘积。例如，预测星历参数可以表示为具有三个系数和一个常数的时间相关的三阶多项式，每个系数和常数可以表示为缩放因子和整数的乘积。曲线拟合时钟校正项的系数也可以表示为缩放因子和缩放值的倍数。

缩放因子和带符号的缩放值可以被转换成二进制数系统，并被写入具有卫星导航系统接收器(例如，可穿戴设备204)已知的特定格式的文件中。这种文件的大小可能是大约15KB，或者也可以小到几KB。

文件可以以几种方式提供给接收器。在一个实施方式中，可穿戴设备204使用已知接口(诸如通用串行总线接口)连接到联网计算机(例如位置服务器160)，并在游泳活动前下载最近的二进制文件。在另一实施方式中，可穿戴设备204利用无线接口或蜂窝网络来无线地连接到位置服务器160(或已经从服务器接收到文件的另一设备)以下载文件。在其他实施例中，配套设备，例如移动电话，可以下载文件并通过有线或无线的方式将其传送到可穿戴设备204。

然后可以在下一预测期重复这个过程。注意，可以比可穿戴设备访问二进制文件的频率更频繁地生成新的和更近的二进制文件。也就是说，例如，可穿戴设备204可以每周下载新的二进制文件；然而，可以每四个小时创建一个新文件(例如，JPL每四个小时提供新的七天预测)，或者一般来说，与更新源数据一样频繁。

取决于下载源数据和生成二进制文件所花费的时间，在二进制文件准备就绪时，源数据可能会过期。因此，位置服务器160可以在将要发布新生成的二进制文件之前验证源数据。此外，在生成文件的时间和可穿戴设备204下载文件或使用下载的文件中的信息的时间之间可能会经过一些时间。在此期间，可能会发生对文件中数据的应该被使用的方式有显著影响的事件。例如，由于某种原因，用于生成文件中数据所依赖的其中一个卫星的源数据可能不再令人满意。相应地，可以修改文件以移除与卫星相关联的数据，或者可以指示可穿戴设备204忽略与卫星相关联的数据。

在接收器(可穿戴设备)侧，基本上实现以上的反向过程，以重构系数、常数和残差，系数、常数和残差进而可以用于重构预测星历和时钟校正项(例如，af0、af1和af2)。位置服务器160用来表示预测星历和时钟校正的函数类型(例如，三阶多项式)对于可穿戴设备204是已知的。可穿戴设备204选择合适的系数、常数和残差，并且使用这些值和适当的函数计算兴趣参数(星历或时钟校正)，直到计算出所有需要的值。然后，可穿戴设备204可以使用计算的值以传统的方式确定其位置。

可以以不同的方式从文件中提取二进制数据，其取决于诸如可用存储器、程序空间和处理能力的因素。在具有有限可用存储器和缓冲空间的设备中，诸如移动设备，可以按需计算星历和时钟校正(例如，对于给定时期的特定卫星)，而不必一次提取二进制文件中的所有数据，因此降低了对客户端设备的要求。可替代地，可以计算文件中表示的所有星历和时钟校正，或者可以计算值的某个子集(例如，滑动窗口)。

特定卫星的计算的时钟校正项可以在可穿戴设备204处使用来自卫星的广播星历(具体地，广播时钟校正项)来调节，如果这种广播信息可用的话。换句话说，如果可穿戴设备204可以获得对更近的时钟校正数据的访问，则客户端设备可以使用信息来校正时钟校正项。

多个卫星的预测星历数据是从描述卫星在选定时间的预测位置的源数据中导出的。每个卫星轨道可以被建模为修改的椭圆轨道，其中理想的两体开普勒轨道受到几个因素的扰动，这些因素不限于非球形地球引力谐波、太阳辐射压力、月球和太阳引力。

图8示出了用于在浸水活动期间改善GNSS信号的接收的过程800的示例性流程图。在一些实施方式中，图8的一个或多个过程框可以由本文描述的可穿戴设备来执行，诸如上文描述的可穿戴设备204、400、500或600。在一些实施方式中，图8的一个或多个过程框可以由与可穿戴设备分离或包括可穿戴设备的另一设备或一组设备来执行。

在810，过程800可以包括使用天线接收多个GNSS信号，其中天线位于可穿戴设备(例如，智能手表)的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的外壳或壳体内的气隙的情况下接收多个GNSS信号。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以使用天线接收多个GNSS信号206。在一些实施方式中，天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的外壳或壳体内的气隙的情况下检测多个GNSS信号。在一些实施方式中，可穿戴设备的外部部分可以包括可穿戴设备的边框。在一些实施方式中，可穿戴设备的外部部分可以包括可穿戴设备的冠部。在一些实施方式中，可穿戴设备的外部部分可以包括邻近可穿戴设备的面的可穿戴设备的带子的一部分。在一些实施方式中，外部部分可以包括可穿戴设备的面，并且天线包括网状天线。

通过将GNSS天线定位在设备外，可以避免水-空气边界，这可以允许在一定深度处接收GNSS信号。它可能只有几厘米，但是这可能足以用于在一些游泳划水(例如，侧泳或蛙泳)下接收GNSS信号。当用户的手臂在躯干前方径直伸出时，它可能足够靠近表面以接收GNSS信号。

在820，过程800可以包括至少部分基于多个GNSS信号计算可穿戴设备的地理位置。每个GNSS卫星向接收器发送信号，接收器通过计算信号发送时间和接收时间之间的时间差确定其位置。GNSS卫星携带原子钟，其提供极其准确的时间。时间信息放在卫星广播的代码中，以便接收器可以连续地确定信号广播的时间。信号包含接收器用来计算卫星位置并做准确定位所需的其他调节的数据。GNSS接收器使用信号接收时间和广播时间之间的时间差计算从接收器到卫星的距离或范围。接收器必须考虑由电离层、对流层和水引起的传播延迟或信号速度的下降。利用到三个或更多卫星的距离以及信号发送时卫星的位置的信息，接收器就可以计算自己的三维位置。使用与GNSS同步的原子钟来计算到这些卫星的距离。然而，通过从第四卫星进行测量，接收器避免了对原子钟的需要。因此，接收器使用四个卫星计算纬度、经度、海拔和时间。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以至少部分基于多个GNSS信号计算可穿戴设备的地理位置。

在830，过程800可以包括将地理位置储存在可穿戴设备的存储器中。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582、输出设备1515等)可以在可穿戴设备的存储器中储存一个或多个地理位置和相关联的时间。存储器可以是例如安装在无线设备内的闪存。一个或多个地理位置和相关联的时间可以经由有线或无线协议从可穿戴设备传输到一个或多个电子设备或云储存设备。

例如，本公开的替代实施例可以以不同的顺序执行以上概述的步骤。而且，图8中所示的各个步骤可以包括多个子步骤，这些子步骤可以按适合于各个步骤的各种顺序被执行。此外，取决于具体的应用，附加的步骤可以被增加或者移除。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、修改和替换。

在一些实施方式中，过程800包括访问关于储存在可穿戴设备的存储器中的多个储存的地理点的信息。储存的地理点可以定义地理区域，诸如泳道。过程800可以包括确定可穿戴设备的地理位置是否在定义的泳道外。过程800可以包括向用户提供反馈，指示可穿戴设备的地理位置在泳道外。

在各种实施例中，开放水道上的浮标或船可以具有发送无线信号的信标，无线信号可以被可穿戴设备接收并用于定义泳道。浮标或船可以包括对接收的GNSS信号执行差分处理的设备，或者用可穿戴设备执行一种或多种测距技术。如果有多个浮标或船或其某种组合，则可以使用三边测量技术确定可穿戴设备的准确位置。

诸如附近的接入点、5G TRP、信标和UWB参考点(例如，在固定在岸上或浮标上的设备上)的水中的或不在水中的其他地面发送器也可以发送可以被可穿戴设备接收以用于定位的无线信号。

在一些实施方式中，反馈包括触觉反馈。例如，反馈可以包括振动可穿戴设备的壳体。在一些实施例中，振动可以以可识别的模式进行。在一些实施方式中，反馈包括音频反馈。音频反馈可以包括来自可穿戴设备上的扬声器的声音(例如，听觉音调或哔声)。在一些实施例中，反馈可以是经由无线协议无线发送的消息。消息可以由另一设备接收，诸如智能面罩或智能泳镜，其可以接收消息并且经由智能面罩或智能泳镜的显示器显示信息。在一些实施例中，反馈可以是视觉反馈，诸如光源的闪烁。

在一些实施方式中，过程800包括在可穿戴设备的存储器中储存多个地理位置和相关联的时间。过程800可以包括至少部分基于多个地理位置和相关联的时间计算浸水活动的一个或多个特性。例如，特性可以包括自动计算的速度、距离、路线、追踪卡路里和整体节奏。

在一些实施方式中，过程800可以包括经由无线链路向另一电子设备发送可穿戴设备的地理位置。例如，信息可以经由无线协议(例如，蓝牙)发送到移动设备。

在一些实施方式中，可穿戴设备包括外壳或被配置为可移除地耦合到用户设备或衣服的另一结构。在一些实施例中，外壳可以耦合到游泳泳镜、游泳面罩或通气管中的其中一个。在一些实施例中，外壳可以耦合到衣服，包括潜水服、防磨衣和/或游泳衣中的一种或多种。

尽管图8示出了过程800的示例步骤，但是在一些实施方式中，过程800可以包括与图8中描绘的步骤相比，附加的步骤、更少的步骤、不同的步骤或者不同排列的步骤。附加地或可替代地，过程800的两个或更多个步骤可以并行执行。

在一方面，一种可穿戴设备可以包括通信接口、存储器以及一个或多个处理单元，一个或多个处理单元与通信接口和存储器通信地耦合，并且被配置为使可穿戴设备执行上文所描述的方法。

在另一方面，一种非暂时性计算机可读介质可以包括储存在其上的多个指令，其中多个指令在处理器上执行时使处理器执行上文所描述的方法。

图9是用于在浸水活动期间补偿GNSS信号的衰减的示例过程900的流程图。在一些实施方式中，图9的一个或多个过程框可以由本文描述的可穿戴设备来执行，诸如可穿戴设备204、400、500或600。在一些实施方式中，图9的一个或多个过程框可以由与可穿戴设备分离或包括可穿戴设备的另一设备或一组设备来执行。

在910，过程900可以包括经由可穿戴设备中的天线接收多个GNSS信号。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以经由可穿戴设备中的天线接收多个GNSS信号。上文参照图8描述了计算纬度、经度、海拔和时间的过程。

在920，过程900可以包括至少部分基于多个GNSS信号计算可穿戴设备随时间的多个地理位置。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和下文所描述的处理单元1510、存储器1560、DSP 1520、总线1505等；使用如图15所示和下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以至少部分基于多个GNSS计算可穿戴设备随时间的多个地理位置。

在930，过程900可以包括将多个地理位置和相关联的时间戳储存在可穿戴设备的存储器中。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、总线1505等)可以将地理位置和相关联的时间戳储存在可穿戴设备的存储器中。可穿戴设备的存储器可以包括固态存储器(例如，闪存)。

在940，过程900可以包括使用可穿戴设备上的将检测到的压力与深度相互关联的压力传感器来测量可穿戴设备的深度。随着深度的增加，对可穿戴设备的压力增加。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、传感器1540(例如，压力传感器1542)等)可以使用可穿戴设备上的将检测到的压力与深度相互关联的压力传感器来测量可穿戴设备的深度。压力换能器(Pressuretransducer)具有恒定面积的传感元件，并且对由流体压力施加到该面积的力做出响应。所施加的力将使压力传感器内的隔膜偏转。内部隔膜的偏转被测量并被转换为电气输出。测量的压力可以与深度相互关联。

在950，过程900可以包括确定测量的深度是否超过阈值深度。阈值深度可以由可穿戴设备接收GNSS信号的最大深度确定。阈值深度可以是几厘米到几十厘米的深度。如果超过阈值深度，则过程900可以包括至少基于保存在可穿戴设备的存储器中的地理位置和相关联的时间确定可穿戴设备的历史速度。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、传感器1540(例如，压力传感器1542)等)可以确定测量的深度是否超过阈值深度。如果测量的深度没有超过阈值深度，则可穿戴设备可以继续测量深度，如框940所示。

在960，过程900可以包括至少基于储存在可穿戴设备的存储器中的储存的地理位置和相关联的时间戳确定可穿戴设备的历史速度。例如，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、DSP 1520等)可以计算储存的地理位置之间的距离和与储存的地理位置相关联的时间戳之间的时间差，以确定速度。计算出的速度值可以被储存在可穿戴设备的存储器中。

在970，过程900可以包括至少部分基于在可穿戴设备的磁力计上接收的磁性特征确定可穿戴设备的运动方向。地球磁场与简单的条形磁铁相似。这个磁偶极子具有起始于南极附近的一点并且终止于北极附近的一点的场线。这些点被称为磁极。这些场线在地球表面的强度和方向都不同。在北美，场线向下指向北方，以大概70度的角度进入地球表面。这个角度称为磁倾角地球磁场(He)的方向和强度可以用三个轴的值Hx、Hy和Hz来表示。Hx和Hy信息可用于确定相对于磁极的罗盘航向(compass heading)。正是地球的旋转轴定义了可用于地图参考的地理北极和南极。地理极和磁极之间有大约11.5度的差异。可以将一个值应用于磁方向，以校正这种称作偏转角(declination angle)的情况。这已在全球范围内绘制出来，并考虑了其他因素，诸如大型铁矿床和其他自然异常现象。例如，在加利福尼亚中部，当指向真正的地理北极时，磁性读数将指示向东16°。

为了使用磁力计确定罗盘航向，设备必须与地球表面平齐，不应有任何含铁材料干扰地球磁场，并且必须知道偏转角。各种倾斜补偿电路和技术可用于归一化不平齐的磁力计读数。还有更复杂的算法来计算附近的含铁材料，以校正它们对地球磁场的影响。罗盘航向可以通过仅使用地球磁场的Hx和Hy分量确定，即与地球表面共面的方向。将磁力计平放在开放区域，并且注意Hx和Hy的磁性读数。这些读数随着磁力计的圆周旋转而变化。Hx和Hy的最大值取决于该点的地球磁场的强度。通过使用以下一组等式，可以从磁力计的x和y读数确定磁罗盘航向(以度为单位)：

方向

方向(y＝0,X<0)＝180，以及

方向(y＝0,X>0)＝0，

为了确定真正的北向，可以加上或减去合适的偏转角。

例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582、磁力计1546等)可以至少部分基于在可穿戴设备的磁力计上接收的磁性特征确定可穿戴设备的运动方向。

在980，过程900可以包括使用历史速度和运动方向确定可穿戴设备随时间的一个或多个水下地理位置。过程900可以被称作水下航位推算。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、DSP 1520等)可以使用历史速度和运动方向确定可穿戴设备随时间的一个或多个水下地理位置。

在990，过程900可以包括将可穿戴设备的一个或多个水下地理位置保存到存储器。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、DSP 1520等)可以将可穿戴设备的一个或多个水下地理位置保存到存储器。

过程900可以包括附加的实施方式，诸如下文描述的和/或本文别处描述的一个或多个其他过程相结合的任意单个实施方式或实施方式的任意组合。应了解，根据本公开的各种实施例，图9中所示出的具体步骤可提供用于在浸水活动期间补偿GNSS信号的衰减的特定技术。根据替代实施例，其他步骤序列也可以被执行。例如，本公开的替代实施例可以以不同的顺序执行以上概述的步骤。而且，图9中所示的各个步骤可以包括多个子步骤，这些子步骤可以按适合于各个步骤的各种顺序被执行。此外，取决于具体的应用，附加的步骤可以被增加或者移除。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、修改和替换。

在一些实施方式中，过程900包括在可穿戴设备的天线处检测第二多个GNSS信号。在检测到第二多个GNSS信号时，该过程可以包括至少部分基于第二多个GNSS信号计算可穿戴设备的更新位置。过程900可以包括将可穿戴设备的更新位置储存在存储器中。

在一些实施方式中，过程900包括生成包括计算的速度、确定的地理位置、确定的运动方向或其组合的消息。该过程可以包括经由无线协议向第二电子设备发送消息。第二电子设备可以包括移动设备、平板电脑、膝上型计算机、服务器或另一种可穿戴设备(例如，智能泳镜、智能面罩)。

尽管图9示出了过程900的示例步骤，但是在一些实施方式中，过程900可以包括与图9中描绘的步骤相比，附加的步骤、更少的步骤、不同的步骤或者不同排列的步骤。附加地或可替代地，过程900的两个或更多个步骤可以并行执行。

在另一方面，一种非暂时性计算机可读介质可以包括储存在其上的多个指令，多个指令在处理器上执行时使处理器执行上文所描述的方法。

图10示出了用于在浸水活动期间补偿GNSS信号的衰减的过程1000的示例性流程图。在一些实施方式中，图10的一个或多个过程框可以由本文描述的可穿戴设备来执行，诸如可穿戴设备204、400、500或600。在一些实施方式中，图10的一个或多个过程框可以由与可穿戴设备分离或包括可穿戴设备的另一设备或一组设备来执行。

在1010，过程1000可以包括使用可穿戴设备中的天线接收多个GNSS信号。当GNSS接收器搜索卫星时，GNSS接收器将信号(通常是在噪声中，因为GNSS信号的信号强度非常低)与给定卫星的已知代码相互关联。这是在时间对频率的网格(grid)中并行完成的，称为搜索窗口。网格中的每个单元(cell)称为一个区间，GNSS接收器在区间中累积来自与在时间和频率空间中出现的与代码相互关联的能量。一旦GNSS接收器获取到GNSS信号，接收器就可以锁定在时间和频率空间上出现的卫星信号。当卫星在移动时，存在与特定的区间相关联的多普勒频移。然而，如果信号时断时续，当手表落入水中或从水中脱离或在游泳划水的其他过程中时，当手在水外或处于GNSS接收器可以接收信号的足够浅的深度时，接收器将需要重新锁定信号。

在各种实施例中，GNSS信号可以基于游泳划水的定时被收集。一个或多个传感器(例如，MEMS传感器、陀螺仪或磁力计)可用于确定手臂在划水期间的位置。GNSS信号收集可基于划水被定时到可能获取GNSS信号的时间段(例如，靠近水的表面或不在水中的手臂上的可穿戴设备)。

例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以使用可穿戴设备中的天线接收多个GNSS信号。

在1020处，过程1000可以包括在第一停留期期间测量GNSS信号的第一接收能量。在各种实施例中，第一停留期的持续时间大约一秒。理论上，可穿戴设备应该位于或靠近GNSS接收器在任何中断之前锁定它的位置，并且时钟应该没有显著地漂移。在第一停留期(例如，1秒停留期)结束时，在第一停留持续时间的阈值以上可能没有足够的信号，因为可能已经累积了大量噪声，并且信号能量可能不够。噪声可能来自其他卫星、其他星座、地面源、内部噪声等。

例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582、DSP 1520等)可以在第一停留期期间测量GNSS信号的第一接收能量。

在1030，过程1000可以包括在多个次级停留期期间测量GNSS信号的第二接收能量，其中多个次级停留期的每一个的持续时间比第一停留期短。这是基于这样的假设：GNSS信号在划水的至少一些部分中累积，GNSS接收器可以查看主中心区间中或主中心区间附近的较短持续时间区间，以采集在有充足信号能量进行相互关联的区域中出现的累积能量，因此忽略噪声阻挡信号的划水部分。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582、DSP1520等)可以在多个次级停留期期间测量GNSS信号的第二接收能量。在一些实施方式中，多个次级停留期中的每一个的持续时间比第一停留期短。

在1040，过程1000可以包括至少部分基于第二接收能量超过第一阈值水平，将第二接收能量储存在存储器中。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582、DSP 1520等)可以至少部分基于第二接收能量超过第一阈值水平将第二接收能量储存在存储器中。

在1050，过程1000可以包括确定第一接收能量是否在第二阈值水平之下。如果第一接收能量在第二阈值水平之下，则过程1000可以包括，在1060，从中心区间中或中心区间附近的多个次级停留期采集累积的能量以确定可穿戴设备的位置。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582、DSP 1520等)可以确定第一接收能量是否在第二阈值水平之下。

在1070，过程1000可以包括在存储器中储存次级停留期的GNSS信号的一个或多个特性。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以在存储器中储存次级停留期的GNSS信号的一个或多个特性。一个或多个特性可以包括可以用于确定可穿戴设备的位置的各种定时信息。

在各种实施例中，多个次级停留期可以映射到特定的划水模式。以这种方式，GNSS信号的收集可以被定时为对应于GNSS信号将被优化的时段，因为在划水部分期间，可穿戴设备可能接近水的表面或不在水中。来自可穿戴设备中的多种传感器(例如，加速度计、陀螺仪、磁力计)的一个或多个其他信号可用于与划水位置相互关联，以对GNSS信息的收集进行计时。

过程1000可以包括附加的实施方式，诸如下文描述的和/或与本文别处描述的一个或多个其他过程相结合的任意单个实施方式或实施方式的任意组合。应了解，根据本公开的各种实施例，图10中示出的具体步骤提供用于补偿GNSS信号的衰减的特定技术。根据替代实施例，其他步骤序列也可以被执行。例如，本公开的替代实施例可以以不同的顺序执行以上概述的步骤。而且，图10中所示的各个步骤可以包括多个子步骤，这些子步骤可以按适合于各个步骤的各种顺序被执行。此外，取决于具体的应用，附加的步骤可以被增加或者移除。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、修改和替换。

尽管图10示出了过程1000的示例步骤，但是在一些实施方式中，过程1000可以包括与图10中描绘的步骤相比，附加的步骤、更少的步骤、不同的步骤或者不同排列的步骤。附加地或可替代地，过程1000的两个或更多个步骤可以并行执行。

图11示出了用于在浸水活动期间补偿GNSS信号的衰减的过程1100的示例性流程图。在一些实施方式中，图11的一个或多个过程框可以由本文描述的可穿戴设备来执行，诸如可穿戴设备204、400、500或600。在一些实施方式中，图11的一个或多个过程框可以由与可穿戴设备分离或包括可穿戴设备的另一设备或一组设备来执行。

在1110，过程1100可以包括使用天线接收多个GNSS定时信号，其中天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的外壳或壳体内的气隙的情况下检测多个GNSS信号。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以使用天线接收多个GNSS信号206。在一些实施方式中，天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下检测多个GNSS信号。以上参照例如图8描述了计算纬度、经度、海拔和时间的过程。

在1120，过程1100可以包括至少部分基于接收的GNSS信号计算一段时间内可穿戴设备的一个或多个地理位置。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以至少部分基于接收的GNSS信号计算一段时间内可穿戴设备的一个或多个地理位置。

在1130，过程1100可以包括使用可穿戴设备上的压力传感器测量一段时间内可穿戴设备的一个或多个深度。上文关于例如图9描述了计算深度的方法。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582、压力传感器1542等)可以使用可穿戴设备上的压力传感器测量一段时间内可穿戴设备的一个或多个深度。

在1140，过程1100可以包括将一段时间内的一个或多个地理位置、相关联的时间以及一个或多个深度储存在可穿戴设备的存储器中。存储器可以是固态存储器(例如，闪存)。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以在可穿戴设备的存储器中储存一段时间内的一个或多个地理位置、一个或多个深度。

一段时间内的一个或多个地理位置、相关联的时间以及一个或多个深度可用于绘制和显示用户在水上和水下的模式。在各种实施例中，位置数据可以与在附着到用户面罩的图像/视频捕获设备上捕获的视频馈送同步。以这样的方式，用户位置可以与从图像/捕获视频设备捕获的视觉信息一起显示在地图上。

在一个示例中，泳道可以通过AR/VR泳镜显示给用户。水中的其他用户或其他对象的位置，诸如对象的泳道和距离信息，也可以被确定并提供给AR/VR泳镜，使得AR/VR泳镜可以向用户显示泳道和泳道中的其他用户/对象的位置，以避免碰撞等。在一些实施方式中，AR/VR泳镜还可以向用户提供其他信息，诸如，在比赛期间，用于避免碰撞的指令或其他用户的信息(例如，速度、方向和位置)。

在各种实施例中，过程1100可以包括经由有线或无线协议向第二电子设备发送一段时间内储存的一个或多个地理位置、相关联的时间和一个或多个深度。在一些实施例中，无线协议可以是蓝牙。在一些实施例中，无线协议可以是Wi-Fi。第二电子设备可以是移动设备、平板电脑或膝上型电脑。在一些实施例中，第二电子设备可以是第二可穿戴设备。第二可穿戴设备可以是智能泳镜或智能面罩。第二可穿戴设备可以是由第二用户穿戴的智能手表。第二电子设备可以是服务器。一段时间内储存的一个或多个地理位置、相关联的时间和一个或多个深度可以储存在云储存设备中。

过程1100可以包括附加的实施方式，诸如下文描述的和/或与本文别处描述的一个或多个其他过程相结合的任意单个实施方式或实施方式的任意组合。应了解，根据本公开的各种实施例，图11中所示出的具体步骤提供用于补偿GNSS信号的衰减的特定技术。根据替代实施例，其他步骤序列也可以被执行。例如，本公开的替代实施例可以以不同的顺序执行以上概述的步骤。而且，图11中所示的各个步骤可以包括多个子步骤，这些子步骤可以按适合于各个步骤的各种顺序被执行。此外，取决于具体的应用，附加的步骤可以被增加或者移除。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、修改和替换。

尽管图11示出了过程1100的示例步骤，但是在一些实施方式中，过程1100可以包括与图11中描绘的步骤相比，附加的步骤、更少的步骤、不同的步骤或者不同排列的步骤。附加地或可替代地，过程1100的两个或更多个步骤可以并行执行。

图12示出了用于在浸水活动期间补偿GNSS信号的衰减的同时计算游泳划水效率的过程1200的示例性流程图。在一些实施方式中，图12的一个或多个过程框可以由本文描述的可穿戴设备来执行，诸如可穿戴设备204、400、500或600。在一些实施方式中，图12的一个或多个过程框可以由与可穿戴设备分离或包括可穿戴设备的另一设备或一组设备来执行。

在1210，过程1200可以包括使用天线接收多个GNSS信号，其中天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下检测多个GNSS信号。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以使用天线(例如，GNSS天线1582)接收多个GNSS信号。在一些实施方式中，天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下检测多个GNSS信号。

在1220，过程1200可以包括至少部分基于接收的GNSS信号计算在时间段期间的可穿戴设备的多个地理位置。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以至少部分基于接收的GNSS信号计算在该时间段期间可穿戴设备的多个地理位置。上文参照图8描述了计算纬度、经度、海拔和时间的过程。

在1230，过程1200可以包括将可穿戴设备的多个地理位置和相关联的时间储存在存储器中。存储器可以是固态存储器(例如，闪存)。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以将可穿戴设备的多个地理位置和相关联的时间储存在存储器中。

在1240，过程1200可以包括基于多个地理位置和相关联的时间确定在该时间段期间可穿戴设备的运动。可穿戴设备的速率可以通过将储存的多个地理位置和相关联的时间进行比较来计算。在各种实施例中，计算的速率可以被储存在存储器中。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以基于多个地理位置和相关联的时间确定在该时间段期间可穿戴设备的运动。

在1250，过程1200可以包括从穿戴在用户的一个或多个肢体上的一个或多个运动传感器，诸如微机电(MEMS)运动传感器(例如，加速度计)，接收包含多个加速度信号的无线信号。MEMS可以由大小在1至110微米(即，0.001至0.1毫米)之间的组件组成，并且MEMS设备的大小一般在20微米至1毫米(即，0.02至1.0毫米)的范围内。它们通常由处理数据的中央单元(集成电路芯片，诸如微处理器)和几个与周围环境相互作用的组件(例如，微传感器)组成。由于MEMS的表面积与体积比较大，由环境电磁(例如，静电荷和磁矩)和流体动力学(例如，表面张力和粘度)产生的力是比大规模机械设备更重要的设计考虑因素。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582、MEMS传感器1544等)可以接收包含来自穿戴在用户的一个或多个肢体上的一个或多个MEMS传感器的多个加速度信号的无线信号。

在1260，过程1200可以包括部分基于加速度信号确定在该时间段期间用户的一个或多个肢体的移动。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582、MEMS传感器1544等)可以部分基于加速度信号确定在该时间段期间用户的一个或多个肢体的移动。

在1270，过程1200可以包括至少部分基于在该时间段期间用户的一个或多个肢体的移动和可穿戴设备的运动来计算划水效率。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、DSP 1520等)可以至少部分基于在该时间段期间用户的一个或多个肢体的移动和可穿戴设备的运动，计算划水效率。

在各种实施例中，MEMS数据可以用作虚拟教练。例如，如果用户停止踢，如由用户的腿或脚上的一个或多个传感器所检测到的，则反馈可以被提供给用户。这种反馈可以包括来自可穿戴设备的触觉或听觉反馈。

在1280，过程1200可以包括将划水效率储存在存储器中。存储器可以是固态存储设备(例如，闪存)。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560等)可以将划水效率储存在存储器中。

过程1200可以包括附加的实施方式，诸如下文描述的和/或与本文别处描述的一个或多个其他过程相结合的任意单个实施方式或实施方式的任意组合。应了解，根据本公开的各种实施例，图12中所示出的具体步骤提供用于在浸水活动期间补偿GNSS信号的衰减的同时计算游泳划水效率的特定技术。根据替代实施例，其他步骤序列也可以被执行。例如，本公开的替代实施例可以以不同的顺序执行以上概述的步骤。而且，图12中所示的各个步骤可以包括多个子步骤，这些子步骤可以按适合于各个步骤的各种顺序被执行。此外，取决于具体的应用，附加的步骤可以被增加或者移除。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、修改和替换。

尽管图12示出了过程1200的示例步骤，但是在一些实施方式中，过程1200可以包括与图12中描绘的步骤相比，附加的步骤、更少的步骤、不同的步骤或者不同排列的步骤。附加地或可替代地，过程1200的两个或更多个步骤可以并行执行。

图13示出了用于在浸水活动期间补偿GNSS信号的衰减并且共享信息的过程1300的示例性流程图。在一些实施方式中，图13的一个或多个过程框可以由本文描述的可穿戴设备来执行，诸如可穿戴设备204、400、500或600。在一些实施方式中，图13的一个或多个过程框可以由与可穿戴设备分离或包括可穿戴设备的另一设备或一组设备来执行。

在1310，过程1300可以包括使用天线接收多个GNSS信号，其中天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下检测多个GNSS信号。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以使用天线(例如，GNSS天线1582)接收多个GNSS信号。在一些实施方式中，天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下检测多个GNSS信号。

在1320，过程1300可以包括至少部分基于多个GNSS信号计算在时间段期间的可穿戴设备的多个地理位置。例如，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以至少部分基于多个GNSS信号计算在该时间段期间的可穿戴设备的多个地理位置，如上文所描述的。上文参照图8描述了计算纬度、经度、海拔和时间的过程。

在1330，过程1300可以包括将可穿戴设备的多个地理位置和相关联的时间储存在可穿戴设备的存储器中。存储器可以是固态存储器(例如，闪存)。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以将可穿戴设备的多个地理位置和相关联的时间储存在可穿戴设备的存储器中。

在1340，过程1300可以包括生成包括可穿戴设备的多个地理位置和相关联的时间的一个或多个数据消息。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、无线通信系统1530等)可以生成包括可穿戴设备的多个地理位置和相关联的时间的一个或多个数据消息。

在1350，过程1300可以包括经由侧链路数据信道向第二设备发送一个或多个数据消息。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以经由侧链路数据信道向第二设备发送一个或多个数据消息。

过程1300可以包括附加的实施方式，诸如下文描述的和/或与本文别处描述的一个或多个其他过程相结合的任意单个实施方式或实施方式的任意组合。应了解，根据本发明的各种实施例，图13中所示出的具体步骤提供用于在浸水活动期间补偿GNSS信号的衰减并且共享信息的特定技术。根据替代实施例，其他步骤序列也可以被执行。例如，本公开的替代实施例可以以不同的顺序执行以上概述的步骤。而且，图13中所示的各个步骤可以包括多个子步骤，这些子步骤可以按适合于各个步骤的各种顺序被执行。此外，取决于具体的应用，附加的步骤可以被增加或者移除。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、修改和替换。

在一些实施方式中，过程1300包括经由侧链路数据信道从一个或多个第二可穿戴设备接收一个或多个第二数据消息，其中一个或多个第二数据消息包括一个或多个第二可穿戴设备的地理位置。

在各种实施例中，来自一个或多个用户的数据可以被众包和分析。多个用户在一个区域中的移动可以用于确定当前信息，因为用户的速度是用户的运动和与水流相关联的漂移的组合。

尽管图13示出了过程1300的示例步骤，但是在一些实施方式中，过程1300可以包括与图13中描绘的步骤相比，附加的步骤、更少的步骤、不同的步骤或者不同排列的步骤。附加地或可替代地，过程1300的两个或更多个步骤可以并行执行。

在另一方面，一种非暂时性计算机可读介质可以包括储存在其上的多个指令，多个指令在处理器上执行时使处理器执行包括上文所描述的方法的操作。

图14示出了用于在浸水活动期间补偿GNSS信号的衰减并且校准可穿戴设备的传感器的过程1400的示例性流程图。在一些实施方式中，图14的一个或多个过程框可以由本文描述的可穿戴设备来执行，诸如可穿戴设备204、400、500或600。在一些实施方式中，图14的一个或多个过程框可以由与可穿戴设备分离或包括可穿戴设备的另一设备或一组设备来执行。

在1410，过程1400可以包括使用天线接收多个GNSS信号，其中天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下检测多个GNSS信号。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以使用天线(例如，GNSS天线1582)接收多个GNSS信号。在一些实施方式中，天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下检测多个GNSS信号。

在1420，过程1400可以包括至少部分基于接收的GNSS信号计算时间段期间的可穿戴设备的多个地理位置。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以至少部分基于接收的GNSS信号计算该时间段期间的可穿戴设备的多个地理位置。

在1430，过程1400可以包括将可穿戴设备的多个地理位置和相关联的时间储存在可穿戴设备的存储器中。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以将可穿戴设备的多个地理位置和相关联的时间储存在可穿戴设备的存储器中。

在1440，过程1400可以包括测量游完已知距离所经过的时间。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以测量游完已知距离所经过的时间。例如，已知距离可以是已知长度的游泳池(例如，50米或110米的水池)。距离信息可以通过可穿戴设备或配套设备上的用户界面提供给可穿戴设备。

在1450，过程1400可以包括将地理位置和相关联的时间戳与所经过的时间和已知距离进行比较，以确定校准误差。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以将地理位置和相关联的时间戳与所经过的时间和已知距离进行比较，以确定校准误差。

在1460，过程1400可以包括将校准误差储存在存储器中。例如，如上文所描述的，可穿戴设备(例如，使用如图15所示和如下文所描述的处理单元1510、存储器1560、GNSS接收器1580、GNSS天线1582等)可以将校准误差储存在存储器中。

过程1400可以包括附加的实施方式，诸如下文所描述的和/与本文别处描述的一个或多个其他过程相结合的任意单个实施方式或实施方式的任意组合。应了解，根据本发明的各种实施例，图14中所示出的具体步骤提供用于在浸水活动期间补偿GNSS信号的衰减的特定技术。根据替代实施例，其他步骤序列也可以被执行。例如，本公开的替代实施例可以以不同的顺序执行以上概述的步骤。而且，图14中所示的各个步骤可以包括多个子步骤，这些子步骤可以按适合于各个步骤的各种顺序被执行。此外，取决于具体的应用，附加的步骤可以被增加或者移除。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、修改和替换。

尽管图14示出了过程1400的示例步骤，但是在一些实施方式中，过程1400可以包括与图14中描绘的步骤相比，附加的步骤、更少的步骤、不同的步骤或者不同排列的步骤。附加地或可替代地，过程1400的两个或更多个步骤可以并行执行。

图15是计算机系统1500的实施例的框图，计算机系统1500可以全部或部分地用于提供如本文的实施例中所描述的一个或多个网络组件的功能。应注意，图15只是旨在提供各种组件的概括性的说明，其中的任意一个或所有都可以被适当地利用。因此，图15宽泛地示出了各个系统元件如何以相对分离或相对更集成的方式实现。另外，可以注意到，图15所示的组件可以局限于单个设备和/或分布在各种联网设备中，这些设备可以被放置在不同的地理位置处。

计算机系统1500被示为包括可以经由总线1505电耦合的硬件元件(或者可以以其他方式通信，视情况而定)。硬件元件可以包括处理单元1510，其可以包括但不限于一个或多个通用处理器、一个或多个专用处理器(诸如数字信号处理芯片、图形加速处理器等)和/或其他处理结构，其可以被配置为执行本文描述的一个或多个方法。计算机系统1500还可以包括一个或多个输入设备1570，其可以包括但不限于鼠标、键盘、相机、触摸屏、一个或多个按钮、一个或多个表盘、麦克风等；以及一个或多个输出设备1515，其可以包括但不限于显示设备、打印机等。

计算机系统1500可以进一步包括一个或多个非暂时性存储设备(和/或与一个或多个非暂时性存储设备通信)，一个或多个非暂时性存储设备可以包括但不限于本地和/或网络可访问储存设备，和/或可以包括但不限于磁盘驱动器、驱动器阵列、光储存设备、固态储存设备，诸如RAM和/或ROM，其可以是可编程的、可闪存更新的等。这种储存设备可被配置为实现任何适合的数据储存，包括但不限于各种文件系统、数据库结构等。如本文所描述的，这种数据储存可以包括用于储存和掌管要经由集线器发送到一个或多个设备的消息和/或其他信息的数据库和/或其他数据结构。

计算机系统1500还可以包括无线通信系统1530，其可以包括由无线通信接口管理和控制的无线通信技术，以及有线技术(诸如以太网(Ethernet)、同轴通信、通用串行总线(USB)等)。无线通信接口可以经由无线天线1532发送和接收无线信号1534(例如，根据Wi-Fi、蓝牙、5G NR或LTE的信号)。因此，无线通信系统1530可以包括调制解调器、网卡(无线或有线)、红外通信设备、无线通信设备和/或芯片组等，其可以使计算机系统1500能够在本文描述的任何或所有的通信网络上与相应网络上的任何设备进行通信，包括用户设备(UE)、基站和/或其他发送和接收点(TRP)和/或本文描述的任何其他电子设备。因而，如本文的实施例中所描述的，无线通信系统1530可用于接收和发送数据。

在许多实施例中，如上文所描述的，计算机系统1500将进一步包括存储器1560，其可以包括RAM或ROM设备。如本文所描述的，被示为位于存储器1560内的软件元件可以包括操作系统、设备驱动器、可执行库和/或其他代码，诸如一个或多个应用，其可以包括由各种实施例提供的计算机程序，和/或可以被设计成实现由其他实施例提供的方法和/或配置系统。仅仅作为示例，参照上文讨论的方法描述的一个或多个过程可以被实现为可由计算机(和/或计算机内的处理单元)执行的代码和/或指令；然后，在一方面，这样的代码和/或指令可以用于配置和/或调整通用计算机(或其他设备)以根据所描述的方法执行一个或多个操作。

一组这些指令和/或代码可以储存在非暂时性计算机可读储存介质上，诸如上文所描述的储存设备。在一些情况下，储存介质可能并入计算机系统内，诸如计算机系统1500。在其他实施例中，储存介质可能与计算机系统分离(例如，诸如光盘的可移动介质)，和/或在安装包中被提供，使得储存介质可以用于编程、配置和/或调整在其上储存有指令/代码的通用计算机。这些指令可能采取可由计算机系统1500执行的可执行代码的形式，和/或可能采取源和/或可安装代码的形式，其在在计算机系统1500上编译和/或安装时(例如，使用多种一般可用的编译器、安装程序、压缩/解压缩实用程序等中的任何一种)，然后采取可执行代码的形式。

可穿戴设备204可以包括一个或多个传感器1540。传感器可以包括压力传感器1542、MEMS传感器1544和/或磁力计1546。MEMS传感器1544可以包括智能传感器，智能传感器包括加速度计、陀螺仪和融合软件。微机电系统(MEMS)设备

MEMS设备利用现代半导体制造工艺来构建测量真实世界力的设备。这些设备包含微米级的结构，这样它们就可以在设备内移动。利用牛顿三大运动定律，这些移动结构可以用来检测设备加速度的方向和幅度。附加地，使用特定材料制造这些结构可以使它们对磁场非常敏感，这允许该设备提供指示其方向的测量。

用于可穿戴设备的MEMS传感器的一个示例是Bosch BHI260AB。BHI260AB是一款智能传感器，用于先进的始终在线传感器应用，其电池供电设备的系统功耗显著更低。传感器包括新的定制可编程和强大的32位微控制器、最顶尖的6轴惯性测量单元(IMU)和强大的软件框架。BHI260AB为通过软件开发套件开发基于传感器的应用提供开放且灵活的环境。结合其广泛的连接性和可扩展性，BHI260AB是可穿戴设备、智能手机和其他移动设备中3D方位、计步、定位跟踪和活动识别或环境感知的多功能理想解决方案。可穿戴设备204可以包括GNSS接收器1580，其可以处理一个或多个接收的GNSS信号1584，该信号可以由GNSS天线1582捕获。

加速度计是可以在可穿戴设备204中使用的另一传感器1540。加速度计是最常见的MEMS传感器，能够感应重力和线性加速度。MEMS设备可用于多种测量运动的可穿戴设备，范围为从行走(现代计步器)到监测睡眠模式再到检测癫痫发作。可穿戴设备中使用的加速度计一般由设备可以测量的最大加速度来指定。这种最大加速度的常见值范围为从2G到16G。

陀螺仪是可以并入到可穿戴设备204中的另一传感器1540。与加速度计可以测量线性加速度的方式类似的方式，陀螺仪可以测量旋转加速度。单独的旋转测量一般不如从加速度计获得的测量有用，但是当与加速度计结合使用时，每个设备可以校正其他设备中的微小误差。通过这些校正，可以确定用户或患者的移动的更精确的描述。可穿戴设备中使用的加速度计通常由设备可以测量的最大旋转加速度来指定。这种最大加速度的常见值范围为从250度/秒到2000度/秒。

磁力计1546是另一类型的传感器1540，其可以被并入到可穿戴设备204中。磁力计1546测量磁场，主要是地球的磁场。换句话说，磁力计1546是21世纪版本的罗盘。尽管加速度计和陀螺仪感测三维移动，但这些测量一般与未知的起点有关。磁力计1546可用于将这些相对的移动固定在地球的坐标系上。磁力计1546可用于检测游泳时的行进方向。

这些MEMS传感器可以各自小至2mm×2mm×1mm，或者可以将所有三个传感器集成到一个小至3mm×3mm×1mm的单个封装中。另外，取决于数据获取速度，这些设备的功率消耗变化，但可能低至仅几微安。这些规格使传感器非常适合用于包括在重量和功率消耗是高优先级的小型可穿戴设备中。

GNSS接收器1580和GNSS天线1582可以被并入到可穿戴设备204中并用于导航。可穿戴设备204中的GNSS接收器1580可以跟踪用户移动的距离(例如，跑、走、爬、游泳、骑)。用户穿戴的设备中的GNSS接收器1580可以在紧急情况下提供它们的位置。当使用可穿戴设备中的GNSS接收器1580时，需要解决的唯一问题是功率消耗，因为在监测安全的设备中节约电池电量是关键的。

描述中给出了具体的细节，以提供对示例配置(包括实现)的全面理解。然而，可以在没有这些特定的细节的情况下实施配置。例如，众所周知的电路、过程、算法、结构和技术已经在没有不必要的细节的情况下示出，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并不限制权利要求的范围、适用性或配置。相反，先前对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的启用描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

同样，配置可以被描述为被描绘为流程图或框图的过程。尽管每一个都可以将操作描述为序列过程，但是许多操作可以并行或同时执行。另外，操作的顺序可以被重新排列。一个过程可能有图中没有包括的附加的步骤。此外，方法的示例可以由硬件、软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言或其任意组合来实现。当在软件、固件、中间件或微码中实现时，执行必要任务的程序代码或代码段可以被储存在诸如储存介质的非暂时性计算机可读介质中。处理器可以执行所描述的任务。

主要出于通用的原因，将这样的信号称为位、信息、值、元素、符号、字符(character)、变量、术语、数字、数目等有时被证明是方便的。然而，应理解，所有这些或类似的术语都与适合的物理量相关联，并且仅仅是方便的标签。除非另有具体地声明，否则应了解，从以上讨论中显而易见的是贯穿本说明书的讨论，利用诸如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“查明”、“识别”、“关联”、“测量”、“执行”等术语是指特定仪器的行为或过程，诸如专用计算机或类似的专用电子计算设备。因此，在本说明书的上下文中，专用计算机或类似的专用电子计算设备能够操纵或变换信号，通常表示为专用计算机或类似的专用电子计算设备的存储器、寄存器或其他信息储存设备、传输设备或显示设备内的物理电子、电气或磁量。

本文中使用的术语“和”和“或”可以包括多种含义，这些含义也预期至少部分取决于使用这些术语的上下文。通常，“或”如果用于关联列表，诸如A、B或C，意在表示A、B和C，这里用于包含的意义，以及A、B或C，这里用于排他的含有。另外，本文中使用的术语“一个或多个”可以用来描述单数形式的任何特征、结构或特性，或者可以用来描述特征、结构或特性的某种组合。然而，应注意，这仅仅是说明性的示例，并且所要求保护的主题不限于该示例。此外，术语“至少一个”如果用于关联列表，诸如A、B或C，可以被解释为表示A、B、C或A、B和/或C的任何(合理的)组合，诸如AC、AB、BC、AA、AAB、ABC、AABBCCC等。

已经描述了几个示例配置，在不脱离本公开的精神的情况下，可以使用各种修改、替代构造和等同物。例如，以上元件可以是更大系统的组件，其中其他规则可以优先于或以其他方式修改本发明的应用。同样，在考虑以上要素之前、期间或之后，可以进行若干步骤。

鉴于此描述，实施例可能包括特征的不同组合。以下编号的条款中描述了实施方式示例：

条款1.一种用于在浸水活动期间计算定位信息的方法，该方法包括：使用可穿戴设备的天线接收多个全球导航卫星系统(GNSS)信号，其中天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线背离穿戴可穿戴设备的用户的身体，以接收多个GNSS信号；以及至少部分基于多个GNSS信号确定可穿戴设备的地理位置。

条款2.根据条款1的方法，其中可穿戴设备的外部部分包括可穿戴设备的冠部。

条款3.根据条款1的方法，其中可穿戴设备的外部部分包括邻近可穿戴设备的面的可穿戴设备的带子的一部分。

条款4.根据条款1的方法，其中外部部分包括可穿戴设备的面，并且天线包括网状天线。

条款5.根据条款1-4中任一项的方法，进一步包括：访问多个地理点的信息，多个地理点定义泳道；确定可穿戴设备的地理位置是否在定义的泳道外；以及向用户提供指示可穿戴设备的地理位置在泳道外的反馈。

条款6.根据条款5的方法，其中反馈包括触觉反馈或音频反馈。

条款7.根据条款1-6中任一项的方法，其中天线被配置为在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下接收多个GNSS信号。

条款8.根据条款1-7中任一项的方法，进一步包括经由增强现实设备向用户提供水中其他对象的泳道信息、位置信息或两者。

条款9.根据条款1-8中任一条款的方法，进一步包括：获得多个地理位置和相关联的时间；以及至少部分基于多个地理位置和相关联的时间确定浸水活动的一个或多个特性。

条款10.根据条款1-9中任一项的方法，进一步包括经由无线链路向电子设备发送可穿戴设备的地理位置。

条款11.根据第1-10项中任一项的方法，进一步包括：识别第二可穿戴设备，第二可穿戴设备至少周期性地在水外、具有比可穿戴设备更好的GNSS信号接收、或两者；使用第二可穿戴设备的天线接收第二多个GNSS信号；以及至少部分基于第二多个GNSS信号确定可穿戴设备的地理位置。

条款12.一种可穿戴设备，包括通信接口、存储器以及一个或多个处理单元，一个或多个处理单元与通信接口和存储器通信地耦合，并且被配置为使可穿戴设备执行根据条款1-11中任一项的方法。

条款13.一种储存多个指令的非暂时性计算机可读介质，多个指令在处理器上执行时使处理器执行根据条款1-11中任一项的方法。

条款14.一种可穿戴设备，包括：包括气密密封的外壳和外部部分的主体；容纳在气密密封的外壳中的处理电路；以及电耦合到处理电路的天线，天线位于主体的外部部分，使得在可穿戴设备的操作期间，天线面朝外以在主体的外部部分接收多个全球导航卫星系统(GNSS)信号，并将多个GNSS信号馈送到处理电路。

条款15.根据条款14的可穿戴设备，其中，主体的外部部分包括：可穿戴设备的冠部；气密密封的外壳的周边部分；可穿戴设备的带子的一部分；或其组合。

条款16.根据条款14的可穿戴设备，其中：主体的外部部分包括对可见光至少部分透明的盖；并且天线包括附着到盖的表面或嵌入盖中的天线。

条款17.根据第16条的可穿戴设备，其中：附着到盖的表面或嵌入盖中的天线包括网状天线、环状天线、倒F天线、定向天线、全向天线或其组合；并且表面包括内部表面或外部表面。

条款18.根据条款14-17中任一项的可穿戴设备，其中：天线进一步被配置为接收广域网(WAN)信号、Wi-Fi信号或两者；并且可穿戴设备进一步包括滤波器，滤波器被配置为将多个GNSS信号与WAN信号、Wi-Fi信号或两者隔离。

条款19.根据条款14-17中任一项的可穿戴设备，其中：天线进一步被配置为接收WAN信号、Wi-Fi信号或两者；并且可穿戴设备进一步包括：惯性测量单元，其被配置为测量可穿戴设备的方位；以及开关，其被配置为基于可穿戴设备的方位选择多个GNSS信号、WAN信号、Wi-Fi信号或WAN信号和Wi-Fi信号的组合，以馈送到处理电路。

条款20.根据条款14-19中任一项的可穿戴设备，其中天线通过电容耦合或经由嵌入主体中的导线电耦合到处理电路。

条款21.根据条款14-20中任一项的可穿戴设备，其中天线通过低噪声放大器电耦合到处理电路。

条款22.根据条款14-21中任一项的可穿戴设备，其中天线包括圆形天线、环形天线、贴片天线、微带天线、线圈天线或天线阵列。

条款23.根据条款14-22中任一项的可穿戴设备，其中天线包括接地平面，接地平面被配置为与穿戴可穿戴设备的用户的皮肤物理接触。

条款24.根据条款14-23中任一项的可穿戴设备，其中处理电路被配置为至少部分基于多个GNSS信号确定可穿戴设备的地理位置。

条款25.根据条款24的可穿戴设备，其中处理电路进一步被配置为：访问关于定义地理区域的多个地理点的信息；基于多个地理点，确定地理位置在地理区域外；以及响应于确定可穿戴设备在地理区域外，向可穿戴设备的用户提供反馈。

条款26.根据条款25的可穿戴设备，其中反馈包括触觉反馈、音频反馈、视觉反馈或其组合。

条款27.根据条款24-26中任一项的可穿戴设备，其中处理电路被配置为经由无线链路向外部电子设备发送可穿戴设备的地理位置。

条款28.根据条款24-27中任一项的可穿戴设备，其中处理电路被配置为：跟踪可穿戴设备的地理位置；以及基于跟踪可穿戴设备的地理位置，确定可穿戴设备的用户的一个或多个特性，其中用户至少部分地在水中。

条款29.根据条款14-28中任一项的可穿戴设备，其中可穿戴设备的主体被配置为可移除地附着到用户的游泳泳镜、潜水服、头带或颈部。

条款30.根据条款14-29中任一项的可穿戴设备，进一步包括压力传感器，压力传感器被配置为测量可穿戴设备在水中的深度。

条款31.根据条款14-30中任一项的可穿戴设备，进一步包括第二天线，第二天线电耦合到处理电路并被配置为接收第二多个GNSS信号，其中处理电路被配置为基于第二天线和位于主体的外部部分的天线两者的位置、接收的GNSS信号水平或两者，选择性地利用由位于主体的外部部分的天线接收的多个GNSS信号、由第二天线接收的第二多个GNSS信号或两者来进行定位。

条款32.根据条款14-31中任一项的可穿戴设备，其中处理电路被配置为：获得由第二可穿戴设备接收的第二多个GNSS信号；并且选择多个GNSS信号、第二多个GNSS信号或两者用于时间窗口。

条款33.一种用于在浸水活动期间确定定位信息的方法，该方法包括：经由可穿戴设备上的天线接收多个全球导航卫星系统(GNSS)信号；至少部分基于多个GNSS信号，确定可穿戴设备随时间的多个地理位置；将多个地理位置和相关联的时间储存在可穿戴设备的存储器中；基于由可穿戴设备上的压力传感器测量的压力数据来测量可穿戴设备的深度；响应于测量的深度超过阈值深度：至少基于储存在可穿戴设备的存储器中的多个地理位置和相关联的时间确定可穿戴设备的历史速度；至少部分基于由可穿戴设备的磁力计接收的磁性特征确定可穿戴设备的运动方向；使用历史速度和运动方向确定可穿戴设备随时间的一个或多个水下地理位置；以及将可穿戴设备的一个或多个水下地理位置保存到存储器。

条款34.根据条款33的方法，进一步包括：通过可穿戴设备的天线接收第二多个GNSS信号；至少部分基于第二多个GNSS信号确定可穿戴设备的更新位置；以及将可穿戴设备的更新位置储存在存储器中。

条款35.根据条款33或34的方法，进一步包括：生成包括历史速度、一个或多个水下地理位置和相关联的时间戳、运动方向或其组合的消息；以及经由无线协议向电子设备发送消息。

条款36.一种可穿戴设备，包括通信接口、存储器以及一个或多个处理单元，一个或多个处理单元与通信接口和存储器通信地耦合，并且被配置为使可穿戴设备执行根据条款33-35中任一项的方法。

条款37.一种储存多个指令的非暂时性计算机可读介质，多个指令在由处理器执行时使处理器执行根据条款33-35中任一项的方法。

条款38.一种用于在浸水活动期间确定定位信息的方法，该方法包括：使用可穿戴设备上的天线接收多个全球导航卫星系统(GNSS)信号；在第一停留期期间测量多个GNSS信号的第一接收能量；在多个次级停留期期间测量多个GNSS信号的第二接收能量，其中多个次级停留期的每一个的持续时间比第一停留期短；至少部分基于第二接收能量超过第一阈值水平，将第二接收能量储存在存储器中；以及响应于第一接收能量在第二阈值水平之下：在中心时间和频率区间中或中心时间和频率区间附近的多个次级停留期期间采集多个GNSS信号的累积能量，以确定可穿戴设备的位置；以及基于累积的能量，在存储器中的多个次级停留期期间确定多个GNSS信号的一个或多个特性。

条款39.根据条款38的方法，进一步包括：从可穿戴设备中的一个或多个传感器接收多个传感器信号；部分基于传感器信号，确定可穿戴设备在游泳划水期间的位置；以及至少部分基于可穿戴设备在游泳划水期间的位置来安排用于测量多个GNSS信号的时间段。

条款40.一种可穿戴设备，包括通信接口、存储器以及一个或多个处理单元，一个或多个处理单元与通信接口和存储器通信地耦合，并且被配置为使可穿戴设备执行根据条款38-39中任一项的方法。

条款41.一种储存多个指令的非暂时性计算机可读介质，多个指令在处理器上执行时使处理器执行根据条款38-39中任一项的方法。

条款42.一种用于在浸水活动期间确定定位信息的方法，该方法包括：使用天线接收多个全球导航卫星系统(GNSS)信号，其中天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下接收多个GNSS信号；至少部分基于多个GNSS信号确定一段时间内可穿戴设备的一个或多个地理位置；使用可穿戴设备上的压力传感器测量一段时间内可穿戴设备的一个或多个深度；以及将一段时间内可穿戴设备的一个或多个地理位置和一个或多个深度储存在存储器中。

条款43.根据第42条的方法，进一步包括：经由无线协议将一段时间内可穿戴设备的一个或多个地理位置、一个或多个深度或两者发送到电子设备。

条款44.一种可穿戴设备，包括通信接口、存储器以及一个或多个处理单元，一个或多个处理单元与通信接口和存储器通信地耦合，并且被配置为使可穿戴设备执行根据条款42-43中任一项的方法。

条款45.一种储存多个指令的非暂时性计算机可读介质，多个指令在处理器上执行时使处理器执行根据条款42-43中任一项的方法。

条款46.一种用于在浸水活动期间确定定位信息的方法，该方法包括：使用天线接收多个全球导航卫星系统(GNSS)信号，其中天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下接收多个GNSS信号；至少部分基于多个GNSS信号确定在时间段期间的可穿戴设备的多个地理位置；将可穿戴设备的多个地理位置和相关联的时间储存在存储器中；基于多个地理位置和相关联的时间确定该时间段期间可穿戴设备的运动；从穿戴在用户的一个或多个肢体上的一个或多个运动传感器接收包含多个加速度信号的无线信号；部分基于多个加速度信号确定在该时间段期间用户的一个或多个肢体的移动；以及至少部分基于在该时间段期间用户的一个或多个肢体的移动和可穿戴设备的运动确定划水效率。

条款47.根据条款46的方法，其中一个或多个运动传感器包括并入到脚蹼(flipper)的一个或多个微机电(MEMS)传感器。

条款48.根据第46或47条的方法，其中一个或多个运动传感器包括并入到可穿戴设备中的一个或多个微机电(MEMS)传感器

条款49.根据条款46-48中任一项的方法，其中一个或多个运动传感器包括并入到柔性带(flexible band)中的一个或多个微机电(MEMS)传感器。

条款50.一种可穿戴设备，包括通信接口、存储器以及一个或多个处理单元，一个或多个处理单元与通信接口和存储器通信地耦合，并且被配置为使可穿戴设备执行根据条款46-49中任一项的方法。

条款51.一种储存多个指令的非暂时性计算机可读介质，多个指令在处理器上执行时使处理器执行根据条款46-49中任一项的方法。

条款52.一种用于在浸水活动期间确定定位信息的方法，该方法包括：使用天线接收多个全球导航卫星系统(GNSS)信号，其中天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下接收多个GNSS信号；至少部分基于多个GNSS信号确定在时间段期间的可穿戴设备的多个地理位置；将可穿戴设备的多个地理位置和相关联的时间储存在可穿戴设备的存储器中；生成包括可穿戴设备的多个地理位置和相关联的时间的一个或多个数据消息；以及经由侧链路数据信道向一个或多个第二可穿戴设备发送一个或多个数据消息。

条款53.根据条款52的方法，进一步包括：经由侧链路数据信道从一个或多个第二可穿戴设备接收一个或多个第二数据消息，其中一个或多个第二数据消息包括一个或多个第二可穿戴设备的多个地理位置。

条款54.根据条款52或53的方法，进一步包括部分基于一个或多个第二可穿戴设备的多个地理位置，经由可穿戴设备提供反馈。

条款55.一种可穿戴设备，包括通信接口、存储器以及一个或多个处理单元，一个或多个处理单元与通信接口和存储器通信地耦合，并且被配置为使可穿戴设备执行根据条款52-54中任一项的方法。

条款56.一种储存多个指令的非暂时性计算机可读介质，多个指令在处理器上执行时使处理器执行根据条款52-54中任一项的方法。

条款57.一种用于在浸水活动期间校准可穿戴设备的方法，该方法包括：使用天线接收多个全球导航卫星系统(GNSS)信号，其中天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线在多个GNSS信号没有首先穿过可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下接收多个GNSS信号；至少部分基于多个GNSS信号确定时间段内可穿戴设备的多个地理位置；将可穿戴设备的多个地理位置和相关联的时间储存在可穿戴设备的存储器中；测量游完已知距离所经过的时间；以及

基于将多个地理位置和相关联的时间与所经过的时间和已知距离进行比较来确定校准误差。

条款58.一种可穿戴设备，包括通信接口、存储器以及一个或多个处理单元，一个或多个处理单元与通信接口和存储器通信地耦合，并且被配置为使可穿戴设备执行根据条款57的方法。

条款59.一种储存多个指令的非暂时性计算机可读介质，多个指令在处理器上执行时使处理器执行根据条款57的方法。

条款60.一种可穿戴设备，包括：用于接收多个全球导航卫星系统(GNSS)信号的部件，其中用于接收多个GNSS信号的部件位于可穿戴设备的外部部分，使得用于接收多个GNSS信号的部件背离穿戴可穿戴设备的用户的身体，以接收多个GNSS信号；以及用于至少部分基于多个GNSS信号确定可穿戴设备的地理位置的部件。

条款61.一种在其上储存有指令的非暂时性计算机可读介质，指令在由一个或多个处理单元执行时使一个或多个处理单元执行以下功能：经由可穿戴设备的天线接收多个全球导航卫星系统(GNSS)信号，其中天线位于可穿戴设备的外部部分，使得天线背离穿戴可穿戴设备的用户的身体，以接收多个GNSS信号；以及至少部分基于多个GNSS信号确定可穿戴设备的地理位置。

Claims

1.一种用于在浸水活动期间计算定位信息的方法，所述方法包括：

使用可穿戴设备的天线接收多个全球导航卫星系统GNSS信号，其中所述天线位于所述可穿戴设备的外部部分，使得所述天线背离穿戴所述可穿戴设备的用户的身体，以接收所述多个GNSS信号；以及

至少部分基于所述多个GNSS信号确定所述可穿戴设备的地理位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述可穿戴设备的所述外部部分包括：

所述可穿戴设备的冠部；

所述可穿戴设备的面；

邻近所述可穿戴设备的面的所述可穿戴设备的带子的一部分；或者

其组合。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

访问多个地理点的信息，所述多个地理点定义泳道；

确定所述可穿戴设备的所述地理位置是否在定义的泳道外；以及

向所述用户提供指示所述可穿戴设备的所述地理位置在所述泳道外的反馈。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述反馈包括触觉反馈或音频反馈。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线被配置为在所述多个GNSS信号没有首先穿过所述可穿戴设备的壳体内的气隙的情况下接收所述多个GNSS信号。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括经由增强现实设备向所述用户提供水中其他对象的泳道信息、位置信息或两者。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

获得多个地理位置和相关联的时间；以及

至少部分基于所述多个地理位置和所述相关联的时间确定所述浸水活动的一个或多个特性。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括经由无线链路向电子设备发送所述可穿戴设备的所述地理位置。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

识别第二可穿戴设备，所述第二可穿戴设备至少周期性地在水外、具有比所述可穿戴设备更好的GNSS信号接收、或两者；

使用所述第二可穿戴设备的天线接收第二多个GNSS信号；以及

至少部分基于所述第二多个GNSS信号确定所述可穿戴设备的所述地理位置。

10.一种可穿戴设备，包括：

主体，包括气密密封的外壳和外部部分；

容纳在所述气密密封的外壳中的处理电路；和

电耦合到所述处理电路的天线，所述天线位于所述主体的所述外部部分，使得在所述可穿戴设备的操作期间，所述天线面朝外以在所述主体的外部部分接收多个全球导航卫星系统GNSS信号，并将所述多个GNSS信号馈送到所述处理电路。

11.根据权利要求10所述的可穿戴设备，其中所述主体的所述外部部分包括：

所述可穿戴设备的冠部；

所述气密密封的外壳的周边部分；

所述可穿戴设备的带子的一部分；或者

其组合。

12.根据权利要求10所述的可穿戴设备，其中：

所述主体的所述外部部分包括对可见光至少部分透明的盖；以及

所述天线包括附着到所述盖的表面或嵌入所述盖中的天线。

13.根据权利要求12所述的可穿戴设备，其中：

附着到所述盖的所述表面或嵌入所述盖中的所述天线包括网状天线、环状天线、倒F天线、定向天线、全向天线或其组合；以及

所述表面包括内部表面或外部表面。

14.根据权利要求10所述的可穿戴设备，其中：

所述天线进一步被配置为接收广域网WAN信号、Wi-Fi信号或两者；以及

所述可穿戴设备进一步包括滤波器，所述滤波器被配置为将所述多个GNSS信号与所述WAN信号、所述Wi-Fi信号或两者隔离。

15.根据权利要求10所述的可穿戴设备，其中：

所述天线进一步被配置为接收WAN信号、Wi-Fi信号或两者；以及

所述可穿戴设备进一步包括：

惯性测量单元，所述惯性测量单元被配置为测量所述可穿戴设备的方位；和

开关，其被配置为基于所述可穿戴设备的所述方位来选择所述多个GNSS信号、所述WAN信号、所述Wi-Fi信号或者所述WAN信号和所述Wi-Fi信号的组合，以馈送到所述处理电路。

16.根据权利要求10所述的可穿戴设备，其中所述天线通过电容耦合或经由嵌入在所述主体中的导线电耦合到所述处理电路。

17.根据权利要求10所述的可穿戴设备，其中所述天线通过低噪声放大器电耦合到所述处理电路。

18.根据权利要求10所述的可穿戴设备，其中所述天线包括圆形天线、环形天线、贴片天线、微带天线、线圈天线或天线阵列。

19.根据权利要求10所述的可穿戴设备，其中所述天线包括接地平面，所述接地平面被配置为与穿戴所述可穿戴设备的用户的皮肤物理接触。

20.根据权利要求10所述的可穿戴设备，其中所述处理电路被配置为至少部分基于所述多个GNSS信号确定所述可穿戴设备的地理位置。

21.根据权利要求20所述的可穿戴设备，其中所述处理电路进一步被配置为：

访问关于定义地理区域的多个地理点的信息；

基于所述多个地理点，确定所述地理位置在所述地理区域外；以及

响应于确定所述可穿戴设备在所述地理区域外，向所述可穿戴设备的用户提供反馈。

22.根据权利要求21所述的可穿戴设备，其中所述反馈包括触觉反馈、音频反馈、视觉反馈或其组合。

23.根据权利要求20所述的可穿戴设备，其中所述处理电路被配置为经由无线链路向外部电子设备发送所述可穿戴设备的所述地理位置。

24.根据权利要求20所述的可穿戴设备，其中所述处理电路被配置为：

跟踪所述可穿戴设备的所述地理位置；以及

基于跟踪所述可穿戴设备的所述地理位置，确定所述可穿戴设备的用户的一个或多个特性，其中所述用户至少部分在水中。

25.根据权利要求10所述的可穿戴设备，其中所述可穿戴设备的所述主体被配置为可移除地附着到用户的游泳泳镜、潜水服、头带或颈部。

26.根据权利要求10所述的可穿戴设备，进一步包括压力传感器，所述压力传感器被配置为测量所述可穿戴设备在水中的深度。

27.根据权利要求10所述的可穿戴设备，进一步包括电耦合到所述处理电路并被配置为接收第二多个GNSS信号的第二天线，其中所述处理电路被配置为基于所述第二天线和位于所述主体的外部部分的所述天线两者的位置、接收的GNSS信号水平或两者，选择性地利用由位于所述主体的外部部分的所述天线接收的所述多个GNSS信号、由所述第二天线接收的所述第二多个GNSS信号或两者来进行定位。

28.根据权利要求10所述的可穿戴设备，其中所述处理电路被配置为：

获得由第二可穿戴设备接收的第二多个GNSS信号；以及

选择所述多个GNSS信号、所述第二多个GNSS信号或两者用于时间窗口。

29.一种可穿戴设备，包括：

用于接收多个全球导航卫星系统GNSS信号的部件，其中所述用于接收多个GNSS信号的部件位于所述可穿戴设备的外部部分，使得所述用于接收多个GNSS信号的部件背离穿戴所述可穿戴设备的用户的身体，以接收所述多个GNSS信号；和

用于至少部分基于所述多个GNSS信号确定所述可穿戴设备的地理位置的部件。

30.一种在其上储存有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由一个或多个处理单元执行时使所述一个或多个处理单元执行功能，所述功能包括：

经由可穿戴设备的天线接收多个全球导航卫星系统GNSS信号，其中所述天线位于所述可穿戴设备的外部部分，使得所述天线背离穿戴所述可穿戴设备的用户的身体，以接收所述多个GNSS信号；以及