2024年1月11日发(作者:拜竹韵)
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). SiRF starIIe:
a. LP: Low power,没有 LP 的已经很少用了。Sensitivity : -145dBm, 在定位后依然耗电,
如 HOLUX GM-210。
b. Xtrac V1: 高感度 f/w,Sensitivity 高于 starIIe/LP, 硬件一样。如 HOLUX 270U
c. Xtrac V2: 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、HOLUX 231、MINI GPS
(2). SiRF starIII:
Sensitivity : -159dBm(实测约为-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 HOLUX 236、HAICOM 新款的蓝牙 GPS、环天 338、
丽台 9553。
(3). Sony single chip solution CXD2951:
SONY 第三代芯片,只有他们是 RF 跟 baseband 包在一起的,Sensitivity : -152dBm。
(4). Nemerix NJ1006 ( RF ) + NJ1030 ( Baseband )
Sensitivity : -147dBm, 省电王, 采用此芯片的 GOPASS GPT-700,850AMH 的锂电池都有
20 个小时的表现。
(5). Evermore:
台湾本地的 IC, 性价比好,采用此芯片的 HAICOM 303E ,性能表现优于 HOLUX 270U。
(6) RFMD:
Micro Devices (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 技术集成在一个完整的系统中。据称该产品与同类产品相比可减少 20%的尺寸,
并使成本降低 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 GPS。
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。
不同 GPS 产品在性能上的差异主要取决于核心芯片。您在购买 GPS 时所看到的各项
技术指标都是由 GPS 芯片决定的,GPS 未来的发展也是有核心芯片技术决定的。
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。
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一种蓬勃发展的局面。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,尽管现在集成 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。
【来自】中导网
2024年1月11日发(作者:拜竹韵)
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). SiRF starIIe:
a. LP: Low power,没有 LP 的已经很少用了。Sensitivity : -145dBm, 在定位后依然耗电,
如 HOLUX GM-210。
b. Xtrac V1: 高感度 f/w,Sensitivity 高于 starIIe/LP, 硬件一样。如 HOLUX 270U
c. Xtrac V2: 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、HOLUX 231、MINI GPS
(2). SiRF starIII:
Sensitivity : -159dBm(实测约为-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 HOLUX 236、HAICOM 新款的蓝牙 GPS、环天 338、
丽台 9553。
(3). Sony single chip solution CXD2951:
SONY 第三代芯片,只有他们是 RF 跟 baseband 包在一起的,Sensitivity : -152dBm。
(4). Nemerix NJ1006 ( RF ) + NJ1030 ( Baseband )
Sensitivity : -147dBm, 省电王, 采用此芯片的 GOPASS GPT-700,850AMH 的锂电池都有
20 个小时的表现。
(5). Evermore:
台湾本地的 IC, 性价比好,采用此芯片的 HAICOM 303E ,性能表现优于 HOLUX 270U。
(6) RFMD:
Micro Devices (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 技术集成在一个完整的系统中。据称该产品与同类产品相比可减少 20%的尺寸,
并使成本降低 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 GPS。
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。
不同 GPS 产品在性能上的差异主要取决于核心芯片。您在购买 GPS 时所看到的各项
技术指标都是由 GPS 芯片决定的,GPS 未来的发展也是有核心芯片技术决定的。
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。
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一种蓬勃发展的局面。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,尽管现在集成 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。
【来自】中导网