GPS芯片的主要关键技术是什么 三代GPS芯片9大知识

随着科技发展，GPS 导航发展态势越来越值得期待，其中又以GPS 芯片核心技术发展最值得我们关心。在GPS 芯片发展的过程中，“小型化”一直是重要发展方向，这使得GPS 芯片组在降低耗电量、缩小体积等方面的技术更跨前一步，不论是车载或手持式GPS 全球卫星定位系统，皆能提供详尽而准确的定位信息及交通信息，可轻松实现CPS 卫星导航功能。

近几年，由于芯片厂商增加，并提供完整性的解决方案，模块厂商更容易开发出整合型产品，因此大量厂商投入接收器产品生产，所以在接收器与模块产品方面供应不虞匮乏，这不仅对GPS热潮起了推波助澜效果，也使GPS 整机成本最高的GPS 芯片组成本价格下滑，而提供消费性电子产品使用的GPS 芯片，也已开始在市场上显露身影，加上芯片厂商逐渐改良性能，因此，芯片定位能力也已逐渐拉近。在此趋势下，GPS 芯片产品如何争取到买家的肯定，便成为各家GPS 芯片在市场上相互竞争的关键因素。

谈到GPS 芯片主要关键技术，这包括负责信号处理－基频（Baseband）及接收信号－射频（RF）。由于GPS 信号频率（1575.42MHz）来自于距离地面2 万公里的高空，信号十分不稳定，因此当天线接收信号后经过一连串信号放大、过滤噪声、降频、取样等过程（RFfront end），再经过RF 后，信号进入基频处理部分，将前段取样的数字信号经过运算、输出以便于用户接口使用，其中GPS Baseband DSP 芯片就是核心组件，负责地址信号的处理。

综合以上来看，射频与基频2 个部分，包含微处理器Microprocessar）、低噪声放大器（LowNoise Amplifier；LNA）、数字部分（Digital ection）、射频部分（RF Section）、天线（Antenna Ele－ment）、输出入驱动器（GPIO andDrivers），以及微处理器周边电路（Pro－cessor peripherals）几个重要组件。市场上各式GPS 芯片解决方案的整合，使得GPS 芯片市场正面临极大的变量。首先是“小型化”，回顾GPS 芯片近年来的发展历史，随着GPS 与其它产品相继结合，且强调终端产品体积讲求轻薄短小，GPS 芯片走向系统单芯片化已是必然趋势。目前厂商针对GPS 单芯片化的作法，可分射频或基频单一芯片，并整合了更多功能性。在射频芯片部分，已有多家厂商将放大器、滤波器、降频器、频率合成器及振荡器等整合在一块芯片上；在基频部分，则是整合了CPU、内存（DRAM、SRAM、Flash）、电源管理及时钟等。

因此，我们看到GPS 的芯片尺寸逐渐缩小，加上GPS 芯片已从双模块发展为单一模块（Single chip），未来GPS 设备产品将会越来越蓬勃发展，芯片需求量越来越大。另外，GPS 芯片也将面临到客制化需求，过去GPS 芯片大多在车用市场上。目前，GPS 芯片应用则开始用在手机与PDA，或是特殊的个人携带装置，例如老人、儿童用的追踪器上。而GPS 芯片也可能与其它功能，例如蓝牙、USB 等整合。因此，针对特殊应用而设计的客制化模块，也将越来越多。目前全球投入GPS 芯片开发的还是以国外厂商居多，如SiRF、TI、Xemics、Freescalc、STM等大厂均推出GPS 芯片，其中SiRF 为全球最大GPS 芯片厂商，产品线相当完整，并能提供全系列的解决方案产品。

GPS知识讲述GPS“三代芯片”知识

近段时间在GPS产品中，经常提到所谓“三代芯片”。但从商家和使用者都没有明确的说明和理解，甚至有些误导和误解。现将自己的体会和观点与大家交流探讨。

1、GPS芯片：目前国际上常用（常见到的/较流行的）GPS模块（OEM板）上的主芯片主要有3种。

（1）美国SIRF（Sirf）

（2）SONY（索尼爱立信/索爱）芯片

（3）瑞士NENEM公司NEMERIX芯片

2、三代芯片的核心：

芯片硬件大同小异，只是内部软件起主要作用。所谓三代的核心技术只是在2代的基础上提高改进了软件的算法，就好比初、高中物理课上计算加速度/速度用的公式，但到了大学高等数学中导数、积分来计算同一道加速度/速度的物理题，方法（算法）不同，所用时间大不一样，体现了中学和大学的区别，就好像2代和3代一样。其次是硬件也提供了质量标准。

3、三代芯片软件主要功能：

3代芯片软件提高升级：（1）算法改进提高搜星/定位速度时间。（2）通过软件滤波器提高抗干扰性能、信噪比及接收有效星颗数。（3）有的芯片实现软件DR航迹（转迹）推算，提高抗高楼、树荫、桥下遮挡及隧道功能。（4）软通道搜索，搜索提高可视卫星的通道数（可以12—24颗），人员、车辆、上下坡、姿态发生变化时、飞机、船舶星历状态发生变化时仍能继续定位。

4、三代芯片硬件改进：

（1）芯片功耗降低，体积减少（与2代比）。

（2）提高抗干扰能力，全屏蔽或双芯片分开。

5、GPS模块与产品：

GPS产品多种多样，但不一定用三代芯片就全都好了，三代芯片只不过是GPS产品的核心部件，如同人的心脏、大脑，还要与其它元件相匹配（天线、放大器、滤波器，甚至导线、接头等看起来无关紧要元件）。

6、天线是重要因素：

手持、PDA、蓝牙、G-Mouse等常见的GPS产品中都要用到GPS天线，无论有源、无源甚至全向天线，十几个性能指标中，夹角（1600最大全向天线除外），放大器dB数，阻抗范围，材质，抗干扰能力与模块匹配决定了整个产品的性能，甚至飞机上接2-3个天线（上、下面均有），有些在车内、车底部也很好定位。也就是说，3代模块很好，天线不匹配可能不如搭配好2代产品。

7、通道数：

3颗星二维，4颗星三维定位，这是GPS基本原理，我们在地面上使用是11-12颗（因为天线160度夹角），全向天线也就12颗，到了天空飞行器（物体）可以多收几颗（一定全向或二个以上天线），但也是从中取3-4颗信号最强、距离最近的有效卫星进行运算定位，不少军用GPS都是5个通道，只是用4个通道定位，1个通道快速搜索所有可视卫星，并与其中4颗有效星比较，高出其中一个就替换，这样就保持4颗最强信号卫星。因此不是通道越高越好，一般地面上12颗就够了，什么16、18、20、24……都是软通道，是体现最多可搜索可视卫星的颗数，没有什么实际意义。

8、感应度（dB数）：

GPS接收信号的感应程度（-150—195dB）各厂家标准不统一，有的是模块，有的是模块含天线，有的是平均值，有的是峰峰值（最大值），此值是在屏蔽室内用专用仪器测试，与大家实际环境（电场、磁场、高压、微波、地磁……）有很大区别，因此该指标相差3-5dB，均属同数量级无关紧要，只是个大概齐参考。

9、三代产品明显优势特点（实际效果）：

使用者只要对三代芯片具体技术指标一般了解即可，而更主要比较观察是否有以下特征。

（1）定位时间快：无论冷启动、温启、热启，重捕时间均快5-30秒钟（与二代相比），实际上大部使用者也不差这十几秒钟。

（2）高感度：即在高楼、树荫、桥下、遮档、遂洞、窗口、车内，甚至车底盘下仍可很快定位收4颗以上卫星。常说：有点天空就可定位（单星定位），也就是《给点阳光就灿烂》。

（3）抗干扰性能：高压线、电场、磁场、高速动态、微波、手机，同频干扰的环境下仍能正常工作。

（4）功耗低、省电：降低了功耗，甚至有睡眠状态（静态不工作），可以节电，提高产品待机时间。

（5）体积小，性能价格比好：体积小，重量轻，这是社会的需求和发展趋势，可以扩大更多的应用范围和领域。实际上三代芯片价格应该与二代相同，甚至应更低，但功能提高很多，T-38（16通道，3代）200-300元/块。

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