常见GPS接收器采用的GPS芯片种类方案.docx

1、常见GPS接收器采用的GPS芯片种类方案常见GPS接收器采用的GPS芯片种类常见GPS接收器采用的GPS芯片种类(1).SiRFstarIIe:a.LP:Lowpower，没有LP的已经很少用了。Sensitivity:-145dBm,于定位后依然耗电,如HOLUXGM-210。b.XtracV1:高感度f/w，Sensitivity高于starIIe/LP,硬件壹样。如HOLUX270Uc.XtracV2:纠正了V1版本容易漂移的缺点，信号比较贴近现实，如HAICOM的303S、HOLUX231、MINIGPS(2).SiRFstarIII:Sensitivity:-159dBm（实测约为-

2、154dBm），虽然内建correlator为220000颗,未必更耗电，因为制程从0.18u改成0.13u。如HOLUX236、HAICOM新款的蓝牙GPS、环天338、丽台9553(3).SonysinglechipsolutionCXD2951:SONY第三代芯片,只有他们是RF跟baseband包于壹起的,Sensitivity:-152dBm。(4).NemerixNJ1006(RF)+NJ1030(Baseband)Sensitivity:-147dBm,省电王,采用此芯片的GOPASSGPT-700，850AMH的锂电池均有20个小时的表现。(5).Evermore:台湾本地的I

3、C,性价比好，采用此芯片的HAICOM303E,性能表现优于HOLUX270U(6)RFMD：MicroDevices(RFMD)业界首个高集成度蓝牙/GPS解决方案RF8900，该设计将蓝牙通信和GPS技术集成于壹个完整的系统中。据称该产品和同类产品相比可减少20%的尺寸，且使成本降低25%，据传RIKALINE的6033将采用这个芯片(7).Garmin:牌子老，信用好。老板台湾人，研发美国制造台湾，其老板也跻身世界500富豪行列。如GARMIN的手持机GPS1GPS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）S

4、ONY（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于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、积分来计算同壹道加速度/速度的物理题，方法（算法）不同，所用时间大不壹样，体现了中学和大学的区别，就好像2代和3代壹样。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，

5、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（能够1224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（和2代比）。（2）提高抗干扰能力，全屏蔽或双芯片分开。5GPS模块和产品：GPS产品多种多样，但不壹定用三代芯片就全均好了，三代芯片只不过是GPS产品的核心部件，如同人的心脏、大脑，仍要和其它元件相匹配（天线、放大器、滤波器，甚至导线、接头等见起来无关紧要元件）。6天线是重要因素：手持、PDA、蓝牙、G-Mouse等常见的GPS产品中均要用到GPS天线，无论有源、无源甚

6、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，抗干扰能力和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），有些于车内、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，我们于地面上使用是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）能够多收几颗（壹定全向或二个之上天线），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均是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

7、，且和其中4颗有效星比较，高出其中壹个就替换，这样就保持4颗最强信号卫星。因此不是通道越高越好，壹般地面上12颗就够了，什么16、18、20、24均是软通道，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（-150195dB）各厂家标准不统壹，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），此值是于屏蔽室内用专用仪器测试，和大家实际环境（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壹般了解即可，而

8、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（和二代相比），实际上大部使用者也不差这十几秒钟。（2）高感度：即于高楼、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颗之上卫星。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），能够节电，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，能够扩大更多的应用范围和领域。实际上三代芯片价

9、格应该和二代相同，甚至应更低，但功能提高很多，T-38（16通道，3代）200-300元/块。不同GPS产品于性能上的差异主要取决于核心芯片。您于购买GPS时所见到的各项技术指标均是由GPS芯片决定的，GPS未来的发展也是有核心芯片技术决定的。于这里想讲壹个题外话，GPS接收机的性能很大程度上受天线技术影响，可是天线千差万别，用户只需要了解天线技术的类型就能够了。GPS天线主要有螺旋天线和平板天线。前者方向性不强，但增益也相对较小；后者具有较强的方向性，但增益也较强，适合平放于固定的地方使用。当然，天线的尺寸越大效果越好，部分产品配备了能够外接的高增益天线，这类天线普遍采用螺旋天线，因为外接天

10、线尺寸变大以后，增益不成问题，对方向性更敏感。1.GPS芯片的发展和展望2003年以后GPS芯片产业如雨后春笋般呈现出壹种蓬勃发展的局面。目前设计生产GPS芯片的厂家超过10家，包括美国SiRF(瑟孚)、Garmin(高明)、摩托罗拉、索尼、富士通、飞利浦、Nemerix、uNav、uBlox等。2005年SiRF收购了摩托罗拉的GPS芯片业务，未来将合作于摩托罗拉的智能手机中集成GPS功能。无独有偶，高通公司于增强型3G手机芯片CDMA2000EV-DO中也设计了集成的GPS功能。Nextel公司也正于使用SiRF的技术来实现其手机中的GPS功能。美国已经通过了法律，要求移动电话制造商于20

11、07年必须把GPS接收机集成到产品中去，以提供定位和紧急呼叫功能，2007年已经是3G的时代。可见，尽管当下集成GPS功能的手机尚未进入主流市场，可是将来3G手机的中高端机型会普遍集成GPS功能。2005年7月，以归国博士周文溢为核心的5名海外学人创业的西安华迅公司也推出了国内第壹块GPS芯片。尽管厂商林立，目前于非独立式GPS领域中SiRF的地位就如同PC产业中的英特尔，主流产品几乎全部采用SiRF芯片。因此，读者只要了解SiRF芯片的几个主要型号就能够了解非独立式GPS的核心技术差异。另外，Garmin于独立式GPS设备市场中占有半壁江山，主要采用Garmin自己的芯片产品。Garmin公

12、司很像IT领域中的IBM，从地图软件到GPS设备、到核心芯片，是壹个产业垂直集成的公司。于壹些非独立式GPS领域，Garmin也使用SiRF的芯片。新兴的GPS芯片公司几乎于原有市场中均很难有立足之地，他们把目光主要瞄准了未来集成GPS的各种IT设备，如手机、数码相机、PDA、笔记本电脑，甚至U盘。如果和计算设备集成于壹起，GPS芯片的很多功能能够通过软件完成，成本能够进壹步降低。早于2004年SiRF公司就已经推出了这样的简化产品?软件GPS。近期飞利浦也发布了类似产品，能够支持ARM处理器、Xscale处理器、x86处理器，完成各种GPS处理任务。集成的软件GPS成本只有45美元。GPS的

13、种类介绍1.非独立式GPS笔记本电脑使用的GPS接收机有蓝牙、CF(CompactFlash)、USB等3种接口，配合PDA使用的仍有SDIO接口的。这些GPS没有显示屏，不能独立使用，通过NMEA协议标准将定位信息提供给计算设备。这些非独立式GPS的制造商大多是新兴的电子设备制造商，很多知名制造商均来自中国台湾省，如长天科技(Holux)、丽台科技(LeadTek)等。2.GPSMouseUSB接口的GPS接收机也被称为GPSMouse，价格最便宜。GPSMouse把GPS模块、天线和串口/USB口转换芯片集成于壹起，通过壹段11.5m的线缆连接到笔记本电脑的USB口。USB接口既能够传递G

14、PS定位信息，也能够向GPS模块供电。GPSMouse非常适合笔记本电脑车辆导航，可是不适合步行时使用。于车辆导航时，GPSMouse能够放到车外且吸附到车顶上，最大限度地接收GPS信号(优质的汽车玻璃含有金属成分以抵挡紫外线，会降低GPS信号强度)。细心的读者也许从前面的介绍中注意到，GPSMouse中有壹个串口/USB口转换芯片，这岂不是画蛇添足，直接把GPS模块设计成USB接口不就完了？这壹“画蛇添足”的设计起因于于GPS数据接口协议NMEA-0183，这壹协议把GPS的数据接口定义为4800bps的串行数据总线。绝大多数的电子地图软件均通过NMEAV2.0之上标准读取串口上的GPS信息

15、。如果GPS直接设计成USB口，就会有兼容性问题，而通过串口/USB口转换芯片，于计算设备上再安装驱动程序，就能够把USB口模拟成串口，兼容性非常好。事实上，CF口和蓝牙的GPS接收机也均要模拟成串口，才能被电子地图软件识别。除了NMEA数据接口协议外，最为知名的是Garmin公司GPS的专用Garmin协议。Garmin自己的地图软件均只支持Garmin协议，另外GoogleEarthPro/Plus和OziExplorer目前也支持Garmin协议。3.CF口GPSCF口GPS主要是为PDA设计的，不过当下的PDA越做越小，已经逐渐放弃CF口而改用SD口。CF口通过转接卡能够接入笔记本电脑

16、的PCMCIA接口，因为没有线缆连接，使用起来比USB接口更为方便，优势主要体当下步行使用中。于车用导航时，CF口GPS能够通过外接天线实现GPSMouse灵活摆放的特性(通过把天线摆放到合适的位置以接收到足够强的GPS卫星信号)。当然，CF口GPS的价格也略高，壹般于500600元。由于CF口GPS最初主要面向PDA设计，留给我们的后遗症就是部分产品的驱动程序和笔记本电脑上的操作系统兼容性不好，甚至根本不能安装，用户于购买时最好先安装调试再付款。4.蓝牙GPS蓝牙GPS接收机是2005年的明星，通过无线连接笔记本电脑、PDA甚至智能手机均非常方便，又能够实现灵活摆放的特点，因此受到了用户普遍

17、欢迎。由于蓝牙标准本身就有模拟串口的功能，所以于电子地图兼容性方面也比较好，不过有时也有不兼容问题。蓝牙GPS的缺点是需要配备电池且经常充电，而且很多用户不熟悉蓝牙设备的软件设置方法。加之价格略高(800元上下)，应用仍不够普遍。不过，随着越来越多的笔记本电脑集成蓝牙功能，蓝牙GPS有望成为市场上的主流产品。5.独立式GPS其实，最早的民用GPS均是能够独立使用的GPS设备。这类设备又能够分为手持式、车载式，有独立显示屏用于显示地图或航点航迹信息，大部分有集成的电子地图功能(俗称地图机)，体积壹般也比较大，价格从10009000元不等，功能差异很大。独立式民用GPS最著名的2家供应商均来自美国

18、，分别是高明(Garmin)和麦哲伦(Magellan)，于国内能够买到他们的产品。此外仍有欧洲的TomTom于车载GPS领域中比较著名。独立式GPS壹般也具有数据接口和笔记本电脑进行连接，接口大多为串口，部分采用USB口或蓝牙接口。这些接口的主要目的且不是为了把定位信号实时传递给计算设备，而是为于GPS设备和计算机之间复制航迹和地图等信息，因此于连接笔记本电脑传递定位信息时均不太方便。笔记本电脑已经很少配备串口，因此连接串口需要串口/USB口转换器，且安装驱动程序把USB接口模拟成串口。独立式GPS壹般不会连接笔记本电脑壹起使用，除非不是地图机，或者没有特定地区的GPS地图。于配合笔记本电脑

19、使用为主的应用模式下，我们也不推荐使用独立式GPS。当下，有越来越多的PDA厂商加入独立式GPS的阵营，推出集成GPS接收机和电子地图的产品。尽管于应用上PDAGPS和传统的独立式GPS地图机很接近，可是这些产品均是通用的处理器、操作系统和电子地图软件，于架构、功耗、坚固性和防水性等方面也明显有别于传统独立式GPS。因此，本刊把这样的产品定义为“GPS嫁接PDA”的范畴，于今后的专题中讨论。购买GPS时需要了解的GPS的性能指标1、卫星轨迹：这里有24颗GPS卫星沿六条轨道绕地球运行（每四颗壹组），壹般不会有超过12个卫星于地球的同壹边，大多数GPS接收器能够追踪812颗卫星。计算LAT/LO

20、NG（2维）坐标至少需要3颗卫星。再加壹颗就能够计算3维坐标。对于壹个给定的位置，GPS接收器知道于此时哪些卫星于附近，因为它不停地接收从卫星发来的更新信号。2、且行通道：壹些消费类GPS设备有25条且行通道接收卫星信号。因为最多可能有12颗卫星是可见的（平均值是8），这意味着GPS接收器必须按顺序访问每壹颗卫星来获取每颗卫星的信息。市面上的GPS接收器大多数是20且行通道型的，这允许它们连续追踪每壹颗卫星的信息，12通道接收器的优点包括快速冷启动和初始化卫星的信息，而且于森林地区能够有更好的接收效果。壹般20通道接收器不需要外置天线，除非你是于封闭的空间中，如船舱、车厢中。3、定位时间：这是

21、指你重启动你的GPS接收器时，它确定当下位置所需的时间。对于20通道接收器，如果你于最后壹次定位位置的附近，冷启动时的定位时间壹般为35分钟，热启动时为1530秒。4、定位精度：大多数GPS接收器的水平位置定位精度于2.93m29.3m左右。5、DGPS功能：为了将SA和大气层折射带来的影响降为最低，有壹种叫做DGPS发送机的设备。它是壹个固定的GPS接收器（于壹个勘探现场100km200km的半径内设置）接收卫星的信号，它确切地知道理论上卫星信号传送到的精确时间是多少，然后将它和实际传送时间相比较，然后计算出“差”，这十分接近于SA和大气层折射的影响，它将这个差值发送出去，其他GPS接收器就

22、能够利用它得到壹个更精确的位置读数（5m10m或者更少的误差）。许多GPS设备提供商于壹些地区设置了DGPS发送机，供它的客户免费使用，只要客户所购买的GPS接收器有DGPS功能。6、信号干扰：要给予你壹个很好的定位，GPS接收器需要至少35颗卫星是可见的。如果你于峡谷中或者俩边高楼林立的街道上，或者于茂密的丛林里，你可能不能和足够的卫星联系，从而无法定位或者只能得到二维坐标。同样，如果你于壹个建筑里面，你可能无法更新你的位置，壹些GPS接收器有单独的天线能够贴于挡风玻璃上，或者壹个外置天线能够放于车顶上，这有助于你的接收器得到更多的卫星信号。7、物理指标：选购GPS设备时，大小、重量、显示画面、防水、防震、防尘性能、耐高温、耗电等物理指标均要考虑于内。