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GPS定位器“三代”GPS芯片浅析

  自助式GPS定位器与GPS芯片的关系是有密切相关的,这关系到自助式GPS定位器的定位速度、搜星能力、定位精确度,芯片对GPS定位器的质量具有一定决定性。

 

  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GPS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):

 

  (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。

 

  (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)