导航定位应用市场发展越来越蓬勃,包括汽车电子、行动终端和基础建设三大GPS应用规模及相关服务也正不断成长当中,也因此更为讲究GPS定位的精准度和灵敏度,GPS芯片及模块设计正是影响导航定位服务质量的重要核心。

图为u-blox执行长Thomas Seiler。(Source:HDC)
图为u-blox执行长Thomas Seiler。(Source:HDC)

总部设于瑞士、以GPS模块起家的导航定位解决方案供货商u-blox,10年来在军事定位、商业追踪、车用导航、工业品管等GPS应用领域经营有成,u-blox执行长Thomas Seiler指出,u-blox不仅是全球首个开发出GPS模块的设计厂商,从IP组合(portfolio)及销售量来看,u-blox更是全球提供GPS模块规模最大且具领先优势的厂商,对于创新GPS产业标准亦具深厚影响力。u-blox目前正积极扩展消费电子行动终端领域市场应用,因此为满足行动终端装置厂商对于GPS导航定位精确度、灵敏度、快速反应以及清晰接收讯号的设计使用需求,u-blox提供了整合GPS芯片、GPS模块以及A-GPS服务的三合一解决方案,可进一步延伸扩展GPS导航定位整合运用在移动电话、MID、腕表、USB随身碟、等消费电子领域的应用广度和可能性。

Thomas Seiler表示,以微波讯号传输定位数据的GPS,朝向整合同性质但各自独立的Galileo系统将是发展趋势,因此在芯片设计上需提高信道数并加强平行卫星讯号搜寻(correlators)的辅助效能,以避免定位数据量大造成壅塞并导致TTFF缓慢的课题。此外,GPS芯片定位讯号可用卫星数量多,选择定位追踪的机会也多,这可避免用户在摩天大楼林立的都会内、天际线被遮蔽导致定位不足的困难。Thomas Seiler进一步指出,GPS芯片整合在手机、Connected PND或是MID当中,更要避免GPS讯号受到其他无线通信讯号干扰的问题;CPU高频讯号、显示屏幕其他RF组件及PCB VCC电磁干扰要进一步降低,让GPS接收讯号维持清晰。因此GPS芯片若要能接收顺畅,在技术上便要降低噪声(noise)与功耗、强化高灵敏度(sensitivity)、避免环境多重反射干扰(multi-path)以及降低shaving等障碍。这些对于提升GPS行动终端应用、特别是LBS(Location-Based Service)的定位信息服务来说,非常重要。

Thomas Seiler指出,u-blox的GPS芯片混合定位引擎设计u-blox 5,可追踪包括GPS和Galileo多个卫星系统接收功能,并突破兼顾定位精确度(acquisition)和灵敏度的技术难度,能支持50个接收信道,并具备100万平行卫星讯号搜寻能力(correlators),比对手快上5倍,能有效加强定位数据的运算能力。在+50dB环境干扰下,u-blox 5仍可维持8颗卫星定位,在强化抗干扰功能上,u-blox在基频讯号及RF讯号上都会着重滤波设计,并且在算法部分经过另一次滤波,拥有更佳的Jamming干扰消除能力以及可用卫星数量。u-blox也进一步开发具备高精密频率与惯性导航(dead reckoning)特性的u-blox 5高阶版本,使其适用于基础建设和汽车电子等应用市场。

此外,u-blox也开发出目前市场上尺寸最小、仅有6.5×8×1.2mm的GPS独立接收器模块,除了天线和电源外,无需其他任何外部组件。此模块以u-blox 5定位芯片为基础,因此首次定位时间(Time to First Fix;TTFF)只需1秒、灵敏度可达 160dBm、并具备消除组件干扰等功能。此外,u-blox的AssistNow服务器中存有卫星数据,用户只需透过简单的IP连接,便可全年免费下载数据,能够满足无法接取Internet却需要立即寻址的应用环境。

Thomas Seiler表示,u-blox会与客户针对GPS芯片与RF天线之间的距离、天线反射、尺寸及位置,提出优化评估报告。并替客户检视电路图设计,在layout阶段再次确认。u-blox看好包括GPS手机、Connected PND、Netbook以及MID等应用GPS导航定位软硬件解决方案的发展前景。Thomas Seiler并不认为GPS手机和Connected PND之间会产生排挤效应,反而认为其会因为不同的应用需求,各自找到适当的服务发展模式。