導航定位應用市場發展越來越蓬勃,包括汽車電子、行動終端和基礎建設三大GPS應用規模及相關服務也正不斷成長當中,也因此更為講究GPS定位的精準度和靈敏度,GPS晶片及模組設計正是影響導航定位服務品質的重要核心。

圖為u-blox執行長Thomas Seiler。(Source:HDC)
圖為u-blox執行長Thomas Seiler。(Source:HDC)

總部設於瑞士、以GPS模組起家的導航定位解決方案供應商u-blox,10年來在軍事定位、商業追蹤、車用導航、工業品管等GPS應用領域經營有成,u-blox執行長Thomas Seiler指出,u-blox不僅是全球首個開發出GPS模組的設計廠商,從IP組合(portfolio)及銷售量來看,u-blox更是全球提供GPS模組規模最大且具領先優勢的廠商,對於創新GPS產業標準亦具深厚影響力。u-blox目前正積極擴展消費電子行動終端領域市場應用,因此為滿足行動終端裝置廠商對於GPS導航定位精確度、靈敏度、快速反應以及清晰接收訊號的設計使用需求,u-blox提供了整合GPS晶片、GPS模組以及A-GPS服務的三合一解決方案,可進一步延伸擴展GPS導航定位整合運用在行動電話、MID、腕錶、USB隨身碟、等消費電子領域的應用廣度和可能性。

Thomas Seiler表示,以微波訊號傳輸定位資料的GPS,朝向整合同性質但各自獨立的Galileo系統將是發展趨勢,因此在晶片設計上需提高通道數並加強平行衛星訊號搜尋(correlators)的輔助效能,以避免定位資料量大造成壅塞並導致TTFF緩慢的課題。此外,GPS晶片定位訊號可用衛星數量多,選擇定位追蹤的機會也多,這可避免使用者在摩天大樓林立的都會內、天際線被遮蔽導致定位不足的困難。Thomas Seiler進一步指出,GPS晶片整合在手機、Connected PND或是MID當中,更要避免GPS訊號受到其他無線通訊訊號干擾的問題;CPU高頻訊號、顯示螢幕其他RF元件及PCB VCC電磁干擾要進一步降低,讓GPS接收訊號維持清晰。因此GPS晶片若要能接收順暢,在技術上便要降低雜訊(noise)與功耗、強化高靈敏度(sensitivity)、避免環境多重反射干擾(multi-path)以及降低shaving等障礙。這些對於提升GPS行動終端應用、特別是LBS(Location-Based Service)的定位資訊服務來說,非常重要。

Thomas Seiler指出,u-blox的GPS晶片混合定位引擎設計u-blox 5,可追蹤包括GPS和Galileo多個衛星系統接收功能,並突破兼顧定位精確度(acquisition)和靈敏度的技術難度,能支援50個接收通道,並具備100萬平行衛星訊號搜尋能力(correlators),比對手快上5倍,能有效加強定位資料的運算能力。在+50dB環境干擾下,u-blox 5仍可維持8顆衛星定位,在強化抗干擾功能上,u-blox在基頻訊號及RF訊號上都會著重濾波設計,並且在演算法部分經過另一次濾波,擁有更佳的Jamming干擾消除能力以及可用衛星數量。u-blox也進一步開發具備高精密時脈與慣性導航(dead reckoning)特性的u-blox 5高階版本,使其適用於基礎建設和汽車電子等應用市場。

此外,u-blox也開發出目前市場上尺寸最小、僅有6.5×8×1.2mm的GPS獨立接收器模組,除了天線和電源外,無需其他任何外部元件。此模組以u-blox 5定位晶片為基礎,因此首次定位時間(Time to First Fix;TTFF)只需1秒、靈敏度可達 160dBm、並具備消除元件干擾等功能。此外,u-blox的AssistNow伺服器中存有衛星資料,使用者只需透過簡單的IP連接,便可全年免費下載資料,能夠滿足無法接取Internet卻需要即時定位的應用環境。

Thomas Seiler表示, u-blox會與客戶針對GPS晶片與RF天線之間的距離、天線反射、尺寸及位置,提出最佳化評估報告。並替客戶檢視電路圖設計,在layout階段再次確認。u-blox看好包括GPS手機、Connected PND、Netbook以及MID等應用GPS導航定位軟硬體解決方案的發展前景。Thomas Seiler並不認為GPS手機和Connected PND之間會產生排擠效應,反而認為其會因為不同的應用需求,各自找到適當的服務發展模式。