GPS太阳能手表的技术开发

技术为世界上第一个GPS太阳能手表开发

GPS太阳能手表(7x系列)

GPS太阳能手表(7x系列)
销售:精工手表公司

Seiko Epson Corporation(Suwa Seikosha当时,但后者作为EPSON)开发了由1969年的石英Astron 35SQ成为世界上第一个石英腕表的广泛被接受的东西。机械手表每日汇率(手表的时间)在24小时内收益或丢失超过十几秒或更长时间。Quartz手表通过带来完全新的精度 - 每日率为±0.2秒的日期。
2012年,爱普生在开发石英Astron 43年后,再次带来了一场革命,推出了全球首款GPS太阳能手表7X系列。

保持可靠的GPS接收时间准确的时间

全球定位系统(GPS)

普通无线电控制手表使用的无线电信号是从地面传输站传输的时间校准信号。这些时间校准信号具有服务区域,该服务区域仅限于日本和世界各地的多个地区的传输站周围的区域。爱普生希望提供无线电控制的手表,以保持世界上任何地方的准确时间,因此对作为解决方案的全球定位系统(GPS)的发展表示关注。

美国的全部GPS卫星在海拔大约20,000公里处。卫星布置在每个轨道中的六个轨道平面中,并且具有55度的倾斜角度。每个卫星每天两次绕地球。总共有大约30个GPS卫星,但任何一次操作的数量都根据备件和维护而变化。U.S.致力于始终保持其中24次。由于无论您在地球上的位置如何,都可以看到多个GPS卫星,因此GPS手表可以从多个GPS卫星接收信息,并使用三角测量来计算当前位置(纬度和经度)。
GPS卫星配备铯和铷原子钟,误差小于每10万年的误差,高于石英手表中使用的晶体振荡器的精度。它们不断传输与UTC同步的时间信息(坐标通用时间)。
20世纪70年代,美国国防部首先为军事用途开发了GPS,但在20世纪90年代,它向全世界开放用于民用。爱普生的GPS太阳能手表捕捉来自这些卫星的GPS信号,以保持准确的位置和时间数据。

快速确定世界各地的时区

时区

19世纪下半叶,时区的概念出现了。由于地球每小时经度自转15度,所以分为15个时区(360度/ 24小时= 15度)。然而,随着时间的推移,各国政府已经设定了自己的时区。2012年,爱普生开发出第一款GPS太阳能手表时,时区共有39个。为了准确地确定每个地区的时间,不仅需要自动确定经纬度,还需要自动确定时区。爱普生的GPS太阳能手表能够自动判断这一点,使它们能够显示世界上任何地方的准确时间。

GPS手表用户只需简单的操作,就能在30秒内获取位置信息并校正时区。另一方面,在不改变时区的日常生活中,手表决定是否可以在没有用户干预的情况下接收信号。所以,只要有信号接收,手表自动只接收时间信息。只需6秒就能保持准确的时间。

一种接收微弱GPS信号的新型天线的研制

GPS模块

GPS信号非常微弱,因为它们是从地球上空约2万公里的GPS卫星发出的。因此,爱普生需要开发一种非常灵敏的天线来捕捉这些信号。我们开发的天线是环形的,夹在机芯和玻璃之间,机芯被金属包裹着。它的安装是这样的,它跟随表盘的外圆周。天线覆盖着一个面板和非导电材料制成的表盘环,可以让无线电波通过。这种设计使天线宽方向性和高灵敏度的无线电波从拨号的方向。

手表可靠地捕获信号,几乎在世界上的任何地方甚至在城市峡谷中保持准确的时间,建筑物干扰GPS信号接收,甚至在佩戴者处于移动时。天线与美学的功能为手表。

开发光能量低功率GPS模块

单独跑在光源上

太阳能手表通过将光能从太阳和室内照明转换成电能来获得功率。爱普生的GPS太阳能手表专门供电,所以需要一种稳定和连续供应从光所获得的能量的系统。EPSON通过将太阳能电池布置在表盘下方并通过将光的光转换为存储在二次电池中的电能来获得GPS功能来最大化发电区域的发电区域。这种光伏系统是手表的力量。

GPS模块

GPS模块

EPSON于1996年开始开发GPS模块,并承担了开发新技术,如GPS信号处理技术的挑战。一开始的目标之一是开发和应用GPS技术观看。因此,EPSON结束了工程一个GPS模块,该模块在用于移动电话的传统GPS模块的大约五分之一。这种独特的技术将功耗降低到Epson的GPS太阳能手表可以专门运行光能。

当然,开发这项技术并不容易任务。GPS信号包含许多需要进行大量精力的信息。GPS太阳能手表的开发人员创造了一个处理这些信息的骄傲,尚未在光源上运行是一种心态,这是Epson工程师一直在数十年来展示的心态。

进一步的进化实现了更低的功耗,
更小的尺寸,改进的可用性

小型化的过渡

小型化的过渡

GPS太阳手表继续发展。第一代7X系列于2012年开发,随后是2014年的8X系列。8X系列的特色是改进了GPS模块。这款手表耗电明显更少,充电时的亮度仅为7X系列手表的一半左右。它还拥有一个漂亮的表盘,具有改进的纹理和优异的透光性。此外,运动的每一个部分都经过细致的分析,以节省空间。结果,表头小了约30%,外观更光滑、更精致。

2018年推出的5X系列是爱普生第三代GPS太阳能手表。我们专注于在尺寸和设计方面的进步。5X系列的外径比8X系列的小,但表盘的面积更宽,能见度更好。电力消耗进一步降低。5X系列耗电量约为第一代7X系列的1/4,约为8X系列的一半。通过开发与接收性能相关的全新部件,卫星搜索能力得到了改善。第一代的时间修正至少需要6秒,而最新一代的时间修正只需3秒。
3X系列于2019年开发,是女性较小,更舒适的尺寸。它具有简单的设计和良好的可用性。
此外,爱普生自8X系列以来的所有GPS太阳手表都与日本准天顶卫星系统Michibiki兼容,在日本获得了更高的接收成功率。

这款GPS太阳手表被选为教育、文化、体育部长,2016年,由日本发明创新研究所赞助的关东地区发明大奖科学技术奖,以表彰爱普生对突破性技术的不懈追求,以及对提升性能和准确性的承诺。

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