标题：GPS核心芯片
GPS核心芯片
在这里想讲一个题外话，GPS接收机的性能很大程度上受天线技术影响，但是天线千差万别，用户只需要了解天线技术的类型就可以了。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，适合平放在固定的地方使用。当然，天线的尺寸越大效果越好，部分产品配备了可以外接的高增益天线，这类天线普遍采用螺旋天线，因为外接天线尺寸变大以后，增益不成问题，对方向性更敏感。
下面我们转入正题。
发展和展望
2003年以后GPS芯片产业如雨后春笋般呈现出一种蓬勃发展的局面。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，未来将合作在摩托罗拉的智能手机中集成GPS功能。无独有偶，高通公司在增强型3G手机芯片CDMA2000 EV-DO中也设计了集成的GPS功能。Nextel公司也正在使用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在2007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，尽管集成GPS功能的手机尚未进入主流市场，但是将来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一块GPS芯片。
尽管厂商林立，目前在非独立式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可以了解非独立式GPS的核心技术差异。
另外，Garmin在独立式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公司很像IT领域中的IBM，从地图软件到GPS设备、到核心芯片，是一个产业垂直集成的公司。在一些非独立式GPS领域，Garmin也使用SiRF的芯片。
新兴的GPS芯片公司几乎在原有市场中都很难有立足之地，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在一起，GPS芯片的很多功能可以通过软件完成，成本可以进一步降低。早在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，可以支持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4～5美元。主流GPS芯片GPS芯片主要由射频电路、软件(固件)及存储器、处理器三部分组成。
既然配合笔记本电脑使用的主要是非独立式GPS，那么我们在此将重点介绍SiRF的芯片产品。
（1）SiRFstarⅢ
SiRF芯片在2004年发布了最新的第三代芯片SiRFstarⅢ(GSW 3.0/3.1)，使得民用GPS芯片在性能方面登上了一个顶峰，灵敏度比以前的产品大为提升。这一芯片通过采用20万次/频率的相关器(Correlators)提高了灵敏度，冷开机/暖开机/热开机的时间分别达到42s/38s/8s，可同时追踪20个卫星信道。2005年推出的最新非独立式GPS接收机很多都采用了这一芯片。
我们强烈推荐用户购买配备这一芯片的产品。采用这一芯片的部分产品如下：
- Fortuna SlimGPS -蓝牙
- Globalsat BR-355 USB
- Globalsat BT-338-蓝牙
- Globalsat SD-502 SDIO
- Guidetek GS-R238 (Holux子品牌) -蓝牙+USB
- Haicom 303iii CF
- Haicom 305iii CF
- Haicom BT405iii -蓝牙
- Holux GR-213 USB
- Holux GPSlim 236 -蓝牙+USB
- Leadtek 9553/L/X -蓝牙
- Leadtek 9825 -蓝牙
- Royaltek RBT-2001-蓝牙
（2）SiRFstarⅡe 和SiRFstarⅡe/LP
SiRFstarⅡe 是第一块高性能的GPS芯片，发布于2002年。SiRFstarⅡe/LP(GSW2.3)是SiRFstarⅡe的低功耗版本。两者都采用1920次/频率的相关器，冷开机/暖开机/热开机的时间分别达到45s/35s/8s，可同时追踪12个卫星信道。应该说，这2款芯片的指标已经可以满足日常应用需求，在2003年至2004年推出的非独立式GPS产品大量采用这2种芯片。
目前采用这一芯片的部分产品如下：
- Fortuna ClipOn 蓝牙
- Fortuna PocketXtrack CF
- Globalsat BR-305 (Semsons iTrek)
- Globalsat BT-308 (Dell/HP) 蓝牙
- Haicom HI303MMF CF
- Holux GM210 USB
- Holux GR230 -蓝牙
- Royaltek RBT-1000 蓝牙
- Royaltek RBT-3000 -蓝牙
（3）SiRF XT2和Xtrac
SiRF XT2芯片在SiRFstarⅡe/LP的基础上增加了名为Xtrac的软件功能，通过追踪分析较弱的卫星信号来增强定位能力，在室内、车内等信号较弱的地方有一定作用。
在信号较弱的情况下，Xtrac可以增强GPS的定位能力。但是，Xtrac有时会因为判断弱信号失误而导致定位误差加大，甚至会导致定位信息错误，这点在高速行驶中表现明显。
总而言之，Xtrac是一个优点和缺点并存的技术，既没有SiRF公司宣传的那样功能强大，也不会造成很多问题。
目前采用这一芯片的部分产品如下：
- Fortuna ClipOn 蓝牙
- Globalsat SD-501 - SDIO
- Haicom HI303S - CF
- Holux GR231 -蓝牙
- Holux GM270U CF
- Royaltek RBT-1000 v2 -蓝牙
我国的北京东方联星科技有限公司研制出了北斗/GPS/GLONASS多模兼容导航芯片，目前芯片被命名为OTrack-32。OTrack-32芯片实现了当今世界上最快速的1秒热启动、国际最短的35秒冷启动、稳定的1秒重捕获的快速启动能力。这是我国自主设计开发的国际上第一款高性能三系统兼容芯片，能够同时接收BeiDou2(北斗)、GLONASS、GPS导航卫星信号，实现多系统联合导航定位、测速、定时。
Sony：CXD2951
CXD2951 以Sony先进的RFCMOS闭塞信号处理方式设计，具有较高的敏感度，最小电力消费和高性能。并以微型GPS模块以脚印14×23×1.8mm，被动天线集成GPS模块，通过 QS9000/TS16949等汽车验证新LSI配置是理想的为大范围基于地点的应用，如：汽车、手持式设备、航海、舰队管理，和移动式计算机处理技术设备。
.型号：CXD2951
.感度：-152dBm
.特性：起动反应时间短、省电
.尺寸：14mm×23mm×1.8mm
.精确度：Position：5～15m
.工作电压：3.3V
.接收频道：12颗卫星频道
Nemerix：NJ1006+NJ1030
就当今的技术水平来看，最成功的GPS接收器采用两个芯片。尽管采用单芯片(单片电路)的产品也存在，但其性能却无法与目前采用双芯片的产品媲美。 NemeriX充分利用SiGe(矽锗)技术优势，并结合使用适用于双晶粒解决方案的标准CMOS技术。在典型应用中，接收器和处理器可结合专用系统软件使用。
.型号：NJ1006(RF)+NJ1030(Baseband)
.感度：-152dBm
.特色：低杂讯放大器、压控振荡器和天线检测器
.尺寸：NA
.精确度：Position：10～15m
.工作电压：2.2V
.频道：10颗卫星频道[1]GPS如何定位的?GPS接收机在地面上接受位于天上的至少4颗GPS定位卫星的信号（电磁波）。根据定位信号到达GPS接收机的时间差，GPS接收机就可以计算出自己距离卫星的准确距离。又因为GPS定位卫星在天上的位置是已知的，所以可以通过公式，把这个位置和刚刚得到的距离，换算出GPS接收机在地面的位置（经纬度、海拔等等）。GPS最新发展趋势车载导航系统的最新发展趋势是利用蓝牙(Bluetooth)无线技术，接收车载GPS传送过来的信号。这样，车载系统只需要接收和处理卫星信号，显示装置则负责地图的存储和位置的重叠。所以，如果已经有了掌上型电脑，只需要购买一个信号接收器和成图软件就可以了；掌上电脑就做到了一机多用。其实，很多手机已经具备了GPS的功能，若是加上了地图的重叠功能，就可以变成一套移动导航系统。GPS最近运用方案2008年6月24日，Databeans最近发布的一份研究报告表示，全球定位系统（GPS）IC的需求在上升。芯片价格大幅下跌，并且开始在手机市场、以及成熟的PND和汽车市场寻求更多的机会。
GPS设备利用的是多年前发射的一个基于军事目的开发的美国卫星系统。我们在地面用接收器接收来自卫星的坐标数据。接收装置与这些卫星互相传送信号，确定接收器所在的位置，并且计算出经度、纬度、甚至高度。凭借不断地与卫星进的信号传递，接收器能够在设定时间内采集数据，并计算出速度、距离和达到预设点的预计时间。
GPS技术的应用曾受到成本的影响，但现在芯片价格大幅降低，越来越多的手机和汽车都配备了GPS功能，而且技术不断在消费者领域得到普及。GPS电子设备的出货量在2007年达到一亿两千六百万台，年度复合增长率达到20%，2013年将达到5亿台。[2]