原创 GPS设计全攻略(转)

目录：
一、 GPS 基础知识
二、 GPS 应用基础
三、 GPS 接收机原理图
四、 GPS 模块
五、 手机 - GPS 导航方案
六、 PDA - GPS 导航方案
七、 笔记本电脑 - GPS 导航方案
八、 GPS 一体机 - GPS 导航方案
九、 选择GPS 方案所应考虑的几个方面
十、 主流GPS 方案供应商盘点
十一、 GPS 设计58 问

一、GPS 基础知识

1、 什么是GPS 系统？
GPS 主系统是居心叵测的老美发射运行的卫星系统，包含了27 颗能持续发送地理位置海拔高度和时间信号
的卫星，24 个正常使用，3 个备用，这些卫星平均分布运行在六个轨道上。一般来说，在地面上的GPS 接
收器能接收5～12 个卫星信号，而为了获得地面上的定位坐标，GPS 导航至少需要4 个卫星信号，三个用
来确定GPS 接收器的纬度、经度和海拔高度，第四个则提供同步校正时间。全球定位系统由三部分构成：
太空卫星部份：由 24 颗绕极使用卫星所组成，分成六个轨道，运行于约 20200 公里的高空，绕行地球一
周约12 小时。每个卫星均持续着发射载有卫星轨道数据及时间的无线电波，提供地球上的各种接收机来应
用。
地面管制部份：这是为了追踪及控制上述卫星运转，所设置的地面 管制站，主要工作为负责修正与维护每
个卫星能保持正常运转的各项参数数据，以确保每个卫星都能提供正确的讯息给使用者接收机来接收。
使用者接收机：追踪所有的 GPS 卫星，并实时地计算出接收机所在 位置的坐标、移动速度及时间，各种
蓝牙GPS 即属于此部份。
我们通常所说的GPS, 就是第3 部分。

2、 GPS 导航需要收费吗？

PS 信号是不需要收费的。
很多人问一个问题就是GPS 月租多少，每分钟多少钱，可以包月吗？
你用收音机听广播吗，广播信号收费吗，不收。实际上，GPS 和广播信号一样，是免费使用的。
美国有的27 颗卫星免费的发送信号到地面，你只需要有一个GPS 卫星信号接收器，就可以免费的接收卫星
信号了，再配合装有导航软件的手机，掌上电脑等就可以实现定位导航功能了。

3、一套完整的GPS 导航系统包含哪些设备？

A、GPS 接收机,一般按接口分为如下几种：
◎无线蓝牙GPS，目前主流如HAICOM 406 等，诺基亚 LD-3W, Navibe 731 等主要与具备蓝牙功能的掌上电
脑PDA、智能手机配合使用。，
◎USB 接口GPS，主要配合笔记本电脑使用。
◎CF 卡接口GPS，主要配合老型号没蓝牙功能的PDA 使用。
B、地图操作终端设备:
◎掌上电脑PDA，PPC 系统是目前导航的主流，如多普达的818，828，HP 的IPQ 系列等。
◎S60 智能手机:主要是诺基亚S60 系统智能手机如7610,N70,
◎Smartphone 手机如MXP220、多普达565，585 等。
◎笔记本电脑
C、导航软件地图软件、一般按操作系统分如下几种：
◎PPC 掌上电脑系统，主要有灵图天行者5、凯立德2.0、城际通、MAPKING、OZI，此系统上目前软件最为
丰富、功能也最为强大。
◎S60 系统智能手机，主要有路拓ROUTE66、 凯立德等。
◎Smartphone 智能手机，主要有凯立德。
◎PC 系统，主要有灵图、城际通等。
D、GPS 导航系统导航系统有哪些功能？
地图查询:
◎可以在操作终端上搜索你要去的目的地位置。
◎可以记录你常要去的地方的位置信息，并保留下来，也和可以和别人共享这些位置信息。
◎模糊的查询你附件或某个位置附近的如加油站，宾馆、取款机等信息，
◎笔记本电脑
路线规划:
◎GPS 导航系统会根据你设定的起始点和目的地，自动规划一条线路。
◎规划线路可以设定是否要经过某些途径点。
◎规划线路可以设定是否避开高速等功能。
自动导航:
◎语音导航：用语音提前向驾驶者提供路口转向，导航系统状况等行车信息，就象一个懂路的向导告诉你
如何驾车去目的地一样。导航中最重要的一个功能，使你无需观看操作终端，通过语音提示就可以安全到
达目的地。
◎画面导航：在操作终端上，会显示地图，以及车子现在的位置，行车速度，目的地的距离，规划的路线
提示，路口转向提示的行车信息。
◎重新规划线路：当你没有按规划的线路行驶，或者走错路口时候，GPS 导航系统会根据你现在的位置，
为你重新规划一条新的到达目的地的线路。
E、GPS 导航系统有什么好处？
◎你不再为找不到路而烦恼。
◎你不再会为拜见见客户而找不到路而迟到。
◎你不再用开车时翻查地图了。
◎你不再用再担心自驾游时迷失方向。
◎你不用再担心在复杂的路口高架桥走错路口。
◎轻松享受全球领先的GPS 导航技术带来的便利。
◎轻松享有只有高档车才有的高科技GPS 导航技术。
◎拥有GPS 导航，轻松驾驶，享受生活无穷乐趣。

二、GPS 应用基础

GPS gloabal Positioning System,主要分三大块，地面控制站、卫星、接收机。
主控制站，在美国科罗拉多。三个地面天线，五个监测站，分布在全球。主要是收集数据，计算导航信息，
诊断系统状态，调度卫星这些杂事。
卫星，有27 颗，距离地面20200 公里。27 颗卫星有24 颗运行，3 颗备用。这些卫星已经更新了三代五种
型号。卫星发射两种信号：L1 和L2。L1:1575.42MHZ, L2:1227.60MHZ。卫星上的时钟采用铯原子钟或铷原
子钟，计划未来用氢原子钟，比我的手表准。
接收机，袖珍式、背负式、车载、船载、机载等等。一般常见的手持机接收L1 信号，还有双频的接收机，
做精密定位用的。
关于GPS 接收机
GPS 现在一般都是12 通道的，可以同时接收12 颗卫星。早期的型号，比如GARMIN 45C 就是8 通道。GPS
接收机收到3 颗卫星的信号可以输出2D（就是2 维）数据，只有经纬度，没有高度，如果收到4 颗以上的
卫星，就输出3D 数据，可以提供海拔高度。但是因为地球自己的问题，不是太标准的圆，所以高度数据有
一些误差。现在有些GPS 接收机内置了气压表，比如etrex 的SUMMIT 和VISTA，这些机器根据两个渠道得
到的高度数据综合出最终的海拔高度，应该比较准确了。
GPS 接收机的第一次开机，或者开机距离里上次关机地点超过800KM 以上，因为接收机里存储的星历都对
不上了，所以要在接收机上重新定位。
GPS 接收机的使用要在开阔的可见天空下，所以，屋里就不能用了。手持GPS 的精度一般是误差在10 米左
右，就是说一条路能看出走左边还是右边。精度主要依赖于卫星的信号接收，和可接收信号的卫星在天空
的分布情况，如果几颗卫星分布的比较分散，GPS 接收机提供的定位精度就会比较高。
定位精度
谈到定位精度，就得说说SA 和AS。什么是SA，AS 呢？ GPS 的信号有两种C/A 码，P 码。
C/A 码的误差是29.3m 到2.93 米。一般的接收机利用C/A 码计算定位。美国在90 代中期为了自身的安全
考虑，在信号上加入了SA (Selective Availability)，令接收机的误差增大，到100 米左右。在2000 年
5 月2 日，SA 取消，所以，咱们现在的GPS 精度应该能在20 米以内。
P 码的误差为2.93 米到0.293 米是C/A 码的十分之一。但是P 码只能美国军方使用，AS（Anti-Spoofing），
是在P 码上加上的干扰信号。
俄罗斯有自己的卫星定位系统，全球导航卫星系统(GLObal NAvigation Satellite System)。欧洲也要发
展自己的定位系统NAVSAT。中国也有自己的卫星定位，叫北斗，是双星系统，只能定位自己国家和附近的
地区，而且目前只用于军方。
GPS 的设置
GPS 拿到手，如果是新机器要定位，已经提到了。另外，还有一些设置，常用的有坐标系、地图基准、参
考方位、公制/英制、数据接口格式什么的。
坐标系：常用的是LAT/LON 和UTM。LAT/LON 就是经纬度表示，UTM 在这里就不管他了。
地图基准：一般用WGS84。
参考方位：实际上有两个北，磁北和真北呀（简称CB 和ZBY）。指南针指的北就是磁北，北斗星指的北就
是真北。两者在不同地区相差的角度不一样的，地图上的北是真北。
公制/英制：自选。
数据接口格式：这得细谈谈。GPS 可以输出实时定位数据让其他的设备使用，这就牵扯到了数据交换协议。
几乎现在所有的GPS 接收机都遵循美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association)
所指定的标准规格，这一标准制订所有航海电子仪器间的通讯标准，其中包含传输资料的格式以及传输资
料的通讯协议。NMEA 协议有0180、0182 和0183 三种，0183 可以认为是前两种的超集，现在正广泛的使用，
0183 有几个版本，V1.5 V2.1。所以，如果大家的GPS 接收机如果要联上笔记本里通用的GPS 导航程序，
比如OZIEXPLORER 和俺的GPSRECEIVER，就应该选择NEMA V2.0 以上的协议。NMEA 规定的通讯速度是4800
b/S。现在有些接收机也可以提供更高的速度，但没有什么用，4800 就足够了。
象GARMIN，自己有一个mapsource 软件，为了不让其他品牌的GPS 使用该软件，就设计了私有的GARMIN
协议，只有GARMIN 的机器才能输出这种数据，而MAPSOURCE 只能接收GARMIN 协议，这样一来MAPSOURCE
就只能让GARMIN 的机器使用！
经纬度的表示
再讲讲数据表示。一般从GPS 得到的数据是经纬度。经纬度有多种表示方法。
1.）ddd.ddddd， 度.度的十进制小数部分（5 位）
2.）ddd.mm.mmm，度.分.分的十进制小数部分（3 位）
3.) ddd.mm.ss, 度.分.秒
不是所有的GPS 都有这几种显示， GPS315 只能选择第二种和第三种
在LAT/LON 坐标系里，纬度是平均分配的，从南极到北极一共180 个纬度。地球直径12756KM，周长就是
12756*PI，一个纬度是 12756×PI /360 = 111.133 KM (不精确)。
经度就不是这样，只有在纬度为零的时候，就是在赤道上，一个经度之间的距离是111.319KM，经线随着
纬度的增加，距离越来越近，最后交汇于南北极。大家想想，没错吧。所以经度的单位距离和确定经度所
在的纬度是密切相关的，简单的公式是：
经度1°长度=111.413cosφ，在纬度φ处。 （公式不精确）
例：北京的经度119 度，纬度40 度。单位经度，单位纬度各是多少？
答： 单位纬度111.133KM 单位经度111.413×COS 40 = 85.347KM

三、GPS 接收机原理图

四、GPS 模块

五、手机 - GPS 导航方案

方案适用对象
有如下S60 系统手机的DX:
◎ 诺基亚： 3230, 6600,6670, 6680, 6681,6682,7610
◎ 诺基亚N 系列：N70,N71,N72,N73
◎ 三星： D720,D728,D738,Z600
◎ 松下：X700, X800
◎ 西门子：SX1
◎ 联想：P930
方案配置
一、硬件配置
1、蓝牙GPS(可选择Haicom 406，诺基亚 3W，Navibe 731)
2、手机用车架
3、你的S60 手机

二、软件配置
1、PJ 版路拓66
2、正版路拓66（ROUTE66）（目前最好手机导航软件）

六、PDA - GPS 导航方案

方案适用对象
有如下PDA 或PDA 手机的DX:
◎ 多普达：696，696i,818，828＋，830，838，D900
◎ 惠普IPAQ： rz1717, 2490, 2790, 4150, 4700, 6515,
◎ 华硕AUSU：A620BT, A716, A730
◎ 宏基ACER：N20, N30, N50
◎ 戴尔DELL：X50, X51
◎ 联想LENOVO：ET960, ET980
方案配置
一、硬件配置
1、蓝牙GPS(可选择Haicom 406，GOPASS 801，Navibe 731)
2、PDA 用车架
3、你的PDA

二、软件配置
1、PJ 版城际通
2、灵图5（目前最好的导航软件，使用感受一流）。
3、凯立德。
方案说明
1、PDA 加蓝牙GPS 导航方案是非常实用的GPS 导航方案，可以使你的PDA 配上蓝牙接收器，用很少的费用，
就升级为GPS 导航器。让你充分享受导航带来的便捷和乐趣。
2、PDA 的强大的处理器，丰富的软件，便捷携带的特点，是目前移动导航的最佳选择。
补充说明
智能手机加蓝牙GPS 导航方案用，最小的投资享受最大导航乐趣。

七、笔记本电脑 - GPS 导航方案

方案适用对象
有或没有蓝牙功能的笔记本电脑。

方案配置
一、硬件配置
没有蓝牙功能的笔记本：
1、USB 口蓝牙适配器(Navibe 720/725)
2、蓝牙GPS(可选择Haicom 406，诺基亚 3W，Navibe 731)
4、如果选择USB 接口的GPS 如Navibe 725 等
有蓝牙功能的笔记本：
1、蓝牙GPS(可选择Haicom 406，诺基亚 3W，Navibe 731)

二、软件配置
下载城际通、灵图3.05
方案说明
笔记本电脑导航,因笔记本屏幕较大可以获得较好的查询结果，对暂时没有掌上电脑和智能手机的DX 来说，
可以先体验一下GPS 的乐趣，强烈建议用蓝牙GPS 方案，以便将来购买了掌上电脑和智能手机，可以继续
使用蓝牙GPS，节约投资。

八、GPS 一体机 - GPS 导航方案

方案适用对象
希望单纯导航功能，不需要搭配使用GPS 的人
方案配置
一、硬件配置
市面上有城际通N500,神达P350,华硕A632N,新科GPS 等
二、软件配置
一般内置软件。
方案说明
GPS 导航一体机，GPS 内置机内，软件都配置好，功能比较单一稳定，适合对导航要求高的人。当然价格也
高一些。

九、选择GPS 方案所应考虑的几个方面

1、GPS 芯片
导航的准确性，最关键的是接受卫星信号的精度和算法。而卫星接收性能，主要由GPS 的芯片决定。GPS
的芯片相当于电脑的CPU。现在主流的是Sirf(瑟浮)三代芯片。具有20 个卫星通道（sirf 二代有12 个通
道）。其他的还有sony 的芯片和瑞士的RFMD 芯片。这些芯片在实际使用中的效果，和sirf 的有明显的差
距。
2、GPS 电源
人们在使用GPS 的时候，一般都是在车上或者户外，而且有的时候，导航时间会比较长（比如长途旅行）。
因此，在选择GPS 的时候，要注意GPS 的电源或者电池的能力。
对于车载，一般的蓝牙GPS 和一体机都有车载充电器。
在徒步旅行时，各个产品的电池设计思路不同：有的采用和诺基亚电池通用的电池，让诺基亚手机用户有
很多电池备用。有的采用大容量电池。有的干脆配备可以外接的干电池盒。
这些都可以解决电源问题，关键看哪一种更适合自己。
3、GPS 天线
GPS 天线可以增强接受能力，同时扩展接受范围。比如屋子里面收不到信号，通过天线，可以引导屋外。
sirf 三代芯片的GPS，在绝大部分使用情况下，都不用GPS 天线。在贴金属膜的车内，一般也不需要。但
是在特殊的情况下，比如天气情况不好、高层建筑物遮挡等情况下，可以购买天线最为备用。信号好的时
候，安装天线也可以提高信号强度。
4、GPS 产品特点
可以说，每一款GPS 产品，在设计的时候，都会有它的侧重点。一个产品不可能十全十美。
比如有的机器侧重性价比，有的侧重小巧时尚美观，有的侧重功能多样性，有的使用大容量电池。
因此，在选择的时候，也要根据自己的实际需要、喜欢类型和准备投入的多少来选择。
5、信誉
应选择一些市场美誉度和知名度较高的产品。这样的产品质量可靠、稳定，监控准确且实时到位，可以确
保车辆安全和管理方便。如市场上常见的四方通信车载GPS、华强等。

十、主流GPS 方案供应商盘点

GPS 系统最初定位于军事、航空、航海等专业领域，但近年来随着技术的发展，体积、功耗和成本都得到
极大改善，同时也受到消费者需求和政府法规的推动，GPS 系统在民用市场开始显山露水，已在汽车导航
系统和手持设备中得到了广泛的应用。
一台GPS 设备关键的元件有天线、低噪音放大器(LNA)、射频接收转换(RF Section)、数字部分(也称数字
基带，Digital Baseband)、微处理器(Microprocessor)、微处理器周边外设(Processor Peripherals)、
输入输出和驱动(I/OandDriver)等几个部分。芯片提供商也强手如云，包括SiRF、u-blox、Ti、Analog
Devices、NXP、高通、英飞凌、索尼、意法半导体、Trimble(天宝)、Atmel、SiGe、u-Nav 等等。下面将
对其中一些代表厂商的产品绝活一一盘点，让大家对主流GPS 芯片供应商有一个大致的了解。
SiRF 公司
SiRF 是GPS 芯片的龙头供应商，产品线完整，能够提供完整的解决方案。该公司成立于1995 年，2001 年
的销售额为1500 万美元，2005 年增长到16520 万美元，2006 年上半年则比2005 年同期增长69%，预计2006
年销售额达到2.8 亿美元，5 年间销售额增长近20 倍。
代表产品：基于SiRFstarIII 架构的芯片GSC3e/LP 与GSC3f/LP、GSC3LT 与GSC3LTf、GSC3LTi and GSC3Ltif，
基于SiRF Instant 架构的GSCi-5000。
基于SiRF starIII 架构的新芯片组配备20 万个相关器等，具有-159dBm 顶尖的接收灵敏度和低功耗，为
便携式和无线产品制造商提供了低功耗的GPS 解决方案。针对不同的应用，SiRF starIII 产品在尺寸、功
耗、性能上做了不同的优化，带有"f"标号的产品集成了闪存。
这些新产品是SiRF 在2004 年2 月推出的"GSC3f"与"GSC3"的低功耗升级产品。
Nemerix
NemeriX 提供的产品包括模拟射频接收器和数字基带处理器。
超低噪音GPS 接收器NJ1006A 采用双超外差架构，具备低噪音和功耗： 放大器噪音为1.6 dB，功耗为10mW
@ 1Fix/s，采用5x5mm 28 针QFN 封装。
其基带处理器产品包括NJ1030A 和NJ2020。NJ1030A 采用128 针 10x10 毫米 BGA 或者 128 针 7x7 毫米
uBGA 封装，采用V8 Sparc 32 位 RISC 内核，具有高速片上存储器、支持64 Mb 外部存储器，功耗仅为 15mW
@ 1Fix/s，多接口便于与用户硬件集成。
近期推出的NJ2020 是针对基于主机的应用（比如PDA 或手机）开发的。NJ2020 室内灵敏度达-158dBm，采
用6×6 BGA 封装，功耗仅为40mW。NJ2020 处理器利用PDA 或移动电话上主板的存储器和处理器资源。这
种结构可实现快速集成，并因为利用现成主板资源而降低了系统价格。
其高集成度的NJ1836 成功地将NJ1006A 和NJ1030A 集成于一个设备中。 NJ1836A 具有一系列支持PDA 和
便携式媒体播放器的特性。它专为小型电池驱动GPS 接收器或无绳蓝牙GPS 接收器而设计，能够支持GPS
和手机频率分配计划。其他特性包括支持有源或无源天线；支持WAAS 和EGNOS；单一6x9mm 微型球栅阵列
（uBGA）封装；GPIO/UART/SPI 和模拟接口以及支持SRAM 和闪存的可扩展存储架构。
Nemerix NJ1006 配合NJ1030 的方案可使灵敏度达到-152dBm。
TI
TI 的辅助 GPS (A-GPS) 解决方案在异步和同步蜂窝式网络内提供快速而精确的定位服务。这些解决方案
在优化之后，适用于所有当前和发展中的无线标准（如 GSM、GPRS、EDGE、CDMA、UMTS 和 WCDMA）。
TI 在2005 年推出的90nm 工艺技术的单芯片A-GPS 解决方案，GPS5300 NaviLink 4.0 单芯片采用TI DRP
技术，可实现离散的GPS 解决方案，不仅具有最小系统占用面积（50mm2）、最低总体系统成本等特性，而
且还拥有低功耗、高性能等A-GPS 功能特性。为加速开发具备A-GPS 功能的手持终端，优化的GPS5300 单
芯片还可与TI 3G 技术和OMAP 处理器相连接，以便为移动终端制造厂商提供完整的解决方案。
作为TI NaviLink A-GPS 系列解决方案的首款产品，GPS5300 能够为移动终端提供强大的定位功能，具体
包括以下特性：
·业界最小型的离散A-GPS 解决方案，整个系统的电路板面积不足50 平方厘米；
·业界成本最低的完整A-GPS 系统，总体材料清单比现有GPS 解决方案缩减一半以上；
·具有片上集成电源管理功能的低功耗解决方案，可直接连接至电池，且能轻松集成到手机设计中；
·高性能A-GPS 解决方案，可在卫星信号较弱的情况下(符合3GPP 与3GPP2 运行标准，并超出A-GPS 性能
要求)，实现TTFF(首次定位时间)，使用户能够快速了解当前的确切位置。
为加速基于NaviLink 解决方案的A-GPS 移动电话的上市进程，TI 还与移动电话模块制造商之一Murata 协
作，共同为移动终端OEM 厂商提供可选模块。
Atmel
Atmel 的低功耗 GPS 模块芯片组高度集成并能极大节省制版空间。GPS 芯片组包括全面集成的RF 接收器
芯片 ATR0600，16 通道基带芯片 ATR0620 和 SiGe 制作的LNA ATR0610。它为在蜂窝手机、PDA 、手表
和个人定位器里及传统导航系统的 GPS 实现做了专门优化。仅需少量外围元件，极低功耗（< 100 兆瓦@ 1
fix/sec）。
作为选择性扩充，除了前文提到的与u-blox AG 合作推出的单芯片ATR0635 外，Atmel 还与Magellan 推出
新的 GPS 芯片组ATR0663。该芯片组整合了全球最新的 GPS 相关技术和一个以 ARM926EJ-S(TM) 为基础的
微处理器。
ATR0663 包括一个先进的 GPS 基带和一个具备集成 2D 图形加速器的 LCD 控制器（以实现 2048 x 2048
像素的虚拟屏幕支持）、一个 AC97 音频控制器，以及一个图像传感器接口。多种输入/输出 (I/O) 选项，
包括以太网 (Ethernet)、USB 2.0 Full Speed Host and Device、SD/MMC、TWI 和 USART，为 PND 应用
提供了一个高针对性的片上系统 (SoC) 解决方案。此外，一个双外部总线接口和九层总线矩阵实现了快速
内存存取 (Fast Memory Access) 和高吞吐量 (High Throughput)，而无需装载微控制器。跟踪灵敏度可
达-159 dBm。
该芯片组可以与ATR0603 RF 接收器 IC、ATR0610 低噪音放大器兼容使用。
意法半导体
ST 也能够提供面向GPS 应用的全系列解决方案，适用于车载与便携式导航系统。
STA2056 单芯片解决方案将基带和射频功能集成入一个小型QFN-68 封装，形成一个极其紧凑的解决方案，
能提供准确的定位数据，同时削减系统尺寸和物料成本。这是业内第一个把射频电路植入一个数字单片GPS
接收机内，可实现卫星跟踪和定位计算，无须外部主CPU 和存储器的半导体器件。
这个单片GPS 外设包括一个CAN 2.0 B 有源接口和一个四通道12 位模数转换器。STA2056 适合车载远程信
息处理和导航OEM 应用。此外,该器件还提供完整的可用接口：I2C（IC 互联）、UART（通用异步收发器）、
SPI（串行外设接口）和GPIO（通用输入输出）。内置的4KB 备份RAM 用于保存GPS 信息,优化系统启动性
能。
STA2051 和STA2051GO GPS 处理器，加上一个无线前端接收器，可将GPS 功能与额外CPU 计算功率进行融
合, 并可以装配一系列外设。由于它们卓越的灵活性与互操作性，这些芯片组是远程通信与导航平台的理
想选择，能实现语音识别、文本语音转换、DSRC-数据短程通信、汽车无线电控制以及移动运算等应用。
STA2051 配合其基带控制器软件库，能够在GPS 卫星可见度不高的都市城区和茂密的森林地带具有很高的
性能表现，新软件库增加一个叫做STrack1 的高灵敏度功能，这项功能可以在卫星可见度不高地区跟踪卫
星，当重新进入卫星可见度高的地区时，具有很高的卫星数据采集灵敏度。此外，新软件库还提供"航位推
测"定位功能，当无法接收GPS 卫星信号或信号较弱时， "航位推测"定位功能可以利用车载传感器执行定
位任务。
此外，STA2051 的另一个版本STA2051E 含有一个外部存储器接口，用于应用软件或数据无法保存在内部闪
存的应用场合。例如，在远程信息处理应用中，除执行GPS 功能外，该芯片还执行系统处理器的任务，这
时用户代码远远超出了256KB。
最新一代的ST 导航/信息娱乐平台名为NaviFlex，其集成度更高：融合GPS 接收器和Nomadik 应用处理器，
保证了汽车多媒体应用无与伦比的音频、视频和成像质量。
Maxim
Maxim 公司能够提供低噪声、低功耗的GPS 前端接收器和独特的GPS 方案。
其主要产品包括GPS 接收器前端IC MAX2741/2/5 等。
MAX2741 是一款低噪声、高性能、L1 波段的GPS 接收器，提供灵活的频率规划，非常适合手机、PDA 和汽
车电子产品。
MAX2742 是一款低功耗、低成本的单芯片GPS 前端接收器，内部包含了LNA、混频器、IF 电路、数字采样
和本振合成器，省去了外部SAW 或分立滤波器。
MAX2745 是一款低功耗GPS 前端接收器，支持32MHz 三次谐波晶体设计和16MHz 基波频率晶体设计。内置
温度传感器，无需外部IF SAW 或分立滤波器。

Maxim 的GPS 方案将其GPS 前端接收器IC 与Philips 公司的Spot GPS 软件相结合，利用系统处理器，省
去了昂贵的大尺寸GPS 基带IC。与其它基于硬件的多芯片方案相比，大大降低了系统成本、功耗和尺寸。
该软件方案可工作在自动和辅助两种GPS 模式，在每一秒钟为系统(如汽车跟踪)提供方位信息。也可以对
算法进行调整，使其符合步行或室内应用的要求，为蜂窝电话、PDA、数码相机、MP3 播放器、膝上型电脑、
便携式DVD 播放器等移动产品提供理想的GPS 设计。
NXP
恩智浦半导体 (NXP Semiconductors，原飞利浦半导体)在不久前结束的在美国内华达州拉斯维加斯举办的
"消费电子展" (CES) 上展示了一个具有先进多媒体功能的低成本、便携式 GPS 设备完整解决方案。
该解决方案基于恩智浦半导体的 Nexperia 移动多媒体处理器 PNX0190，包括恩智浦软件公司的 swGPSTM
Personal (一种用于 GPS 的软件解决方案) 以及 ALK 技术公司的 CoPilot 导航软件--为针对移动中的联
接用户开发具有导航功能的、低成本的、具有丰富多媒体功能的便携式媒体播放器 (PMP) 的设计师提供他
们所需要的一切软件功能。
传统 GPS 解决方案需要硬件 GPS 基带处理器。相比之下，该的解决方案利用在 PNX0190 多媒体处理器上
运行的 swGPS Personal 来有效进行 GPS 计算。恩智浦的解决方案排除了昂贵的 GPS 基带芯片，从而降
低了材料成本；其基于软件的方式具有灵活性并能适应未来不断发展的市场，能够在新的功能问世时实现
现场升级。
恩智浦的解决方案成功地将高质量导航功能与丰富的多媒体处理结合在一起，包括 MP3 播放、标准的以及
高清晰的视频播放及录制、调频收音机、图像存储和游戏等。
英飞凌
Infineon 和Global Locate 合作推出的 Hammerhead 是全球首款单芯片CMOS GPS 接收器。该芯片支持移动
站辅助式（MS-A）、移动站基于式（MS-B）、自主式和增强式跟踪模式。一流的室内信号跟踪效果，完全
支持辅助式和自主式跟踪模式，即使在最微弱的信号环境中也可以进行高度精确的导航。Hammerhead 芯片
的基于主机的软件架构，不仅将器件尺寸和成本减至最小，还允许将协议消息直接嵌入到GPS 导航软件中。
不久前，以Hammerhead 芯片为基础，两家公司又推出了全新的Hammerhead II 芯片，可满足高性能、低
功率、超小体积手持设备和移动电话的需求。该单晶粒芯片尺寸仅为3.74 mm x 3.59 mm x 0.6 mm，总面
积不到14 mm2，可用于生产全球最小的GPS 接收器。
Hammerhead II GPS 接收器在RFCMOS 芯片上搭载了LNA、射频降频变换器和信号处理基带技术。该器件采
用一流的芯片级封装工艺，实现了最紧凑的外形。封装采用49 触点球栅阵列，进一步简化了布局和组装工
作。

Hammerhead II 芯片与其前代产品一样，都具备业界领先的性能，提供160dBm 的灵敏度和1 秒的定位时间，
超过了3GPP 规格；采用成熟的基于主机的软件架构。软件可完全向后兼容Hammerhead，能够轻松适应更
加小型化的全新器件。此外，该芯片软件还针对个人导航进行了优化，采用复杂算法，降低多路径误差。
Global Locate 还与英飞凌的全资子公司Comneon，推出全新的协议堆栈软件，其中融合支持Hammerhead
芯片的软件，该软件解决方案使得手机制造商能够推出符合适用于A-GPS 的RRLP（无线资源定位协议）、
RRC（无线资源控制），以及SUPL（安全用户平面定位）标准的手机，而无需再进行额外的软件开发。该
解决方案全面支持E911 和LBS（基于位置的服务）应用中的各种GPS 操作模式。
U-Blox 公司
来自瑞士的GPS 技术公司u-blox AG 公司以往主要提供命名为TIM 的GPS 模块,其中采用的SiRF 公司的GPS
芯片。现在，u-blox 也开始注重核心芯片的开发。
u-blox 与Atmel 合作开发的ATR0635 整合了完整的ANTARIS 4 GPS 接收器，其中含有96 针脚BGA 封装且
基于只读存储器(ROM)的SuperSense 软件。小尺寸加上极低的功耗 (在连续供电模式下为62 mW)使得基于
只读存储器的 ATR0635 非常适合手持和移动应用产品。
另外，其新推出的u-blox 5 系列全球定位系统以及随时可用的伽利略系统单芯片和芯片组拥有不到一秒的
接收性能。这种新的芯片还拥有SuperSense-160 dBm 探测和跟踪灵敏度、小于50mW 的功率需求以及一个
小于100 平方毫米的覆盖区，适用于掌上电脑(PDA)、个人导航设备、照相机、手机、媒体播放器和其它电
池操作便携式设备。
LEA-4H 是U-Blox 公司推出的GPS 模块，尺寸仅为17×22mm，内置低噪声放大器，支持无源和有源天线。
该模块硬件由ATR0600 RF 前端芯片、带ARM7TDMI 处理器的ATR0620 基带芯片和低噪声放大器芯片ATR0610
组成。采用在业界居于领先地位的ANTARIX GPS 技术，可以在天空视野受限的区域(如建筑物密集的市区)
为用户提供动态条件下的出色导航性能，可以在不降低精度的情况下利用弱接收信号为用户提供高灵敏度
的定位输出，并且支持DGPS 与多SBAS 系统，如WAAS 和EGNOS 定位。16 路并行通道与8192 时域/频域搜
索位提供快速的启动时间。辅助功能又能进一步加速了启动时间。低功耗与FixNow 节能模式使该产品实用
于手持与电池供电类设备。
Sony
Sony 公司目前的产品包括射频芯片CXA3355E 和CXD9931T，以及基带处理器CXD2932。同时，Sony 也推出
了集成了RF 射频电路和基带电路，采用0.18μm CMOS 工艺设计的单芯片方案CXD2951，采用Sony 单独研
发的RFCMOS 技术。
CXD2951 灵敏度可达-152dBm，具有起动反应时间短、省电等特点。
高通
目前，全球已有总计超过两亿部手机装备了高通公司的gpsOne 辅助型GPS 技术。gpsOne 技术支持一系列
极具吸引力的位置服务，其中包括各种各样针对消费者、商务和个人安全的应用。
目前，gpsOne 解决方案为全世界50 多个主要网络运营商的位置服务提供了定位技术。这些位置服务包括，
地图和导航、具有实际位置信息的房地产服务以及确认亲人朋友行踪的安全应用等。gpsOne 支持的手机省
去了需要定期更新数据的价格昂贵的独立GPS 设备，能够以非常低廉的价格为无线用户带来高价值的服务，
并能适应多种情况，功能更加丰富。

高通公司多数的MSM 芯片组都集成了gpsOne 辅助型GPS 解决方案，使制造商能以更低的成本在手机上提供
定位功能。作为这一完整定位产品和服务包的一部分，高通公司提供了QPoint 定位服务服务器软件及配套
工具和服务，使移动网络运营商能够部署卓越的高性能位置服务。
Epson
EPSON 公司推出的移动设备专用超小型单片GPS 模块--S4E19863，灵敏度达到-160dBm。该器件适用于支持
GPS 的移动手持设备，即使在室内、或高大建筑物的阴影及其它传统GPS 定位有困难的地方也能接收到定
位信号。S4E19863 支持与3GPP 兼容的三种定位模式，即MS-Based、MS-Assisted 和Autonomous。这款GPS
模块具有用于各种网络环境下的全球GPS 定位功能。S4E19863 采用高速卫星搜索算法。在热起动或服务器
辅助条件下，室外的首次定位时间为2-3 秒，定位精度小于10 米，而在室内首次定位时长这7 秒，定位精
度小于35 米。S4E19863 的接口电压为1.8V 或3.0V，内部工作电压1.5V 或1.8V。

十一、GPS 设计58 问
1、进行GPS 的开发需要如何入门? 我想从事GPS 的开发，但不知如何入门?

准备买套GPS 接收器，开发
板，GPS 天线，本人有单片机/C 的开发基础，软件方面问题不大。设想是:
A、 根据以上设备先做到:能接收GPS 的经/纬度信号并在电脑上显示。
B、改用单片机来制作，并配上LCD/KEY BORAD。
C、参考市场上的GPS 应用，开发一个较为实用的GPS PROJECT。

答：非常高兴又看见一位有志青年进入火热的GPS 行业。就你提出的问题，我想这样回答会比较合适。
GPS 设备分为软件和硬件，软件分为系统软件、应用软件、底层驱动软件，现有的情况系统软件、底层驱
动软件一般在硬件出来的时候就提供了，所以给各位的空间在应用软件上。应用软件主要分监控地图软件、
导航软件、功能性软件，我想你会清楚自己在软件上该做什么。硬件现有基于51 单片机来做，不过这已经
落后了，以后的趋势是ARM 来做，其实两者的价位相差不大，主要是软件从51 单片机移植到ARM 上，没这
么简单。 你想进入的GPS 行业的哪个领域呢？监控的软件很大，导航的软件会简单，51 单片机现已落伍，
ARM 是个趋势。你的设想很不错，里面要做的事情很多，选定目标勇敢的开始吧！

2、GPS 应用是有其特定场合和条件，难点不在技术和产品，而是社会系统的整合与联动；另一方面，对使
用者来说也是有一定的知识和技能门槛的，GPS 终端能像普通电视、电话等消费产品那么容易使用吗？

不要对驾驶员的IT 设备操作能力由过高的估计。我在北京就看到出租车里的GPS 根本就没用，司机说那是
模拟的，装上没多久就不用了，主要是后台支持和服务的问题，司机也说看上去现在数字的好。希望业内
不要让人失望。在上海我看到不少出租车内的车载电视终端都不用，甚至连线都给拔断了。司机说那是客
人干的，他们嫌它吵、晚上把车内照得透亮等等，可见，不是业内专家以为好，消费者就接受。GPS 应该
借鉴。希望业内冷静思考和发展，这世上的电子垃圾还少吗？

答1：不管对于任何产品，本人意见都是要遵从市场规律和客户需求。简易性、实用性、可操作性等都是
我们做终端产品非常关心的问题，也是我们的生存之源。没有人愿意开发市场上不能接受的产品，除非真
的是思维太特殊了。如上问题出现，是很多原因造成的结果，不仅仅是终端设备商的问题，其中缘由各位
请自己深思。
答2：随着GPS 产品和市场的逐步成熟。产品都将会得到改进。功能与操作设计是一件比较容易解决的问
题，不过上述问题对我们是一个重要的提示。在未来产品开发中要注重这部分消费群体，在产品人性化和
傻瓜化设计方面做些改进。

3、未来GPS 是成为一个功能，还是融合其他功能成为独立的设备？

答：对于这个问题，很多人有不同的看法。目前在国外市场有一些小型GPS 产品，例如驴友爱用的GPS 手
表，可显示所在位置的经纬度。但更多的是整合GPS 功能的产品，例如带GPS 的移动手机，平时可以做导
航用，当发生意外时，用户不需用语音报警，只需按一个键，GPS 信息会自动传到报警中心。
在国内，目前的汽车导航系统可以认为是单功能的GPS 产品。但随着GPS 的技术和模块的日趋成熟，成本

和难度也越来越低。在未来，你面对一个带GPS 的手机或PMP（便携式多媒体播放器)，它的价格可能跟现
在一个单独的GPS 产品的价格不向上下，你会选择谁？在单独的GPS 产品中，它的精确度可以做的比整合
GPS 功能的产品好。但对于一般消费者来说，精确度到了一定程度就足够了。毕竟他们不是做特殊途径用
的。对于我们来说，整合GPS 功能的产品是一种发展趋势，因为这是消费者和市场需求的发展方向。

4、GPS 导航方面的应用离不开电子地图，大家都在讨论技术实现问题，我现在想了解电子地图方面的情况：
各厂家产品的电子地图如何实现的？是自己制作还是有第三方服务机构提供此方面服务？如是后者就牵
涉到文件格式的问题，常用文件格式都有哪些？它们如何在产品中使用，互操作？用户是否能自行下载安
装？如是前者，那怎么解决产品出口到当地市场的服务问题？
总觉得不解决这个问题，有了好的产品也不可能有好的应用，望不啬赐教

答1：电子地图方面的情况：GPS 导航电子地图是由专门的公司提供，唯一的途径就是购买。地图有区域的
划分，比如你在深圳，可以选择是华南区或全国地图，价格是不一样的。或者等到你想用的时候，直接向
你的硬件供应商购买地图，当然他们也是从地图厂商买的地图。
答2：当前，中国取得导航电子地图资质的有:四维图新，高德，灵图，畅想，瑞图万方，武汉吉奥，凯立
德，易图通，这八家企业。这其中，凯产德，武汉吉奥不产生图，灵图，畅想，易图通不以生产国内数据
为主，而真正的从事地图及数据采集生产的是四维，高等，和瑞图万方。 这三家中，只有瑞图万方生产导
航数据和导航引擎。四维及高德的数据格式采用MAPINFO 的格式，另外，可以转成日本的KIWI 及欧洲的
GDF 格式。瑞图万方采用自有格式，即RTM 格式。从导航引擎上讲，这八家中，我认为凯立德及瑞图万方
的引擎还好。但瑞图万方的功能似乎多了些，对于生手有些不便。从数据量来说，考核地图的主要指标是
道路网底层数据，及POI 信息程度，我认为，瑞图万方的数据要明显好于四维及高德。
目前，由于导航电子地图的加密及工艺流程等问题，还不能实现由网络下载。在市场上几乎所有的导航产
品目前都需要在母公司进行相关升级，像北京城际通的作法(即，依靠代理商来共同完成升级)的路子，目
前还行不通。但，服务的提升最终会过渡到网络下载。
目前，市场上OEM 的厂商多达几十家，再加上国外导航厂家的进入，市场一片混乱。但，做后装零售风险
还是很大。以新科为例，去年是他最风光的时候，在北京地区月度最高出货可达两百台。 但现在以成强弩
之末之势。主要原因在于导航产品的质量问题，而核心在于地图。新科采用的是高德的图，总之，现在切
入导航市场是时候，但要做长期战争准备。如果后装市场有戏，预计将在明年下半年真正的起动。如果没
戏，那么在中国，统一导航市场的产品不是车载导航，而是手机导航。

5、能否介绍一下当前几个主流解决方案并评点其优劣。

答：GPS 系统的框架结构基本都是固定的，现在能够有所变化的方面集中在车载导航和便携导航。
车载导航以单片机和嵌入式ARM 系列为主，两者皆可实现现有功能，ARM 更强大些，是最近的流行解决方
案。
便携导航：
a、AMD Alchemy 解决方案：AMD 公司于2005 年1 月推出了专门为嵌入式设计的处理器Alchemy AU1200。
优点：更低的成本和更小的功耗，集成了硬件解码器，统一标准的存储器，简化的编程模型，没有DSP 代
码。高性能应用处理器，MIPS 核，500MHZ，高性能DSP 功能，硬件媒体加速引擎，单芯片SOC，完全系统
的解决方案，更低的总体方案成本，主频在333 MHz－500MHz。缺点：硬件不支持RM 格式，要通过随机赠
送的转换软件来支持。
b、英特尔PXA27x 的解决方案：英特尔公司于2003 年底推出了性能最为强劲的PXA27x 嵌入式处理器，最
高频率可达624MHz。优点：目前PXA270 可支持MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、DIVx、XVID、AVI、WMV9 等格
式，可通过软件升级支持未来媒体类型；接口丰富，可支持SD、MS、CF 等；支持最大400 万象素摄像头；
支持动态电源管理，功耗低。缺点：成本较高，需要外部DSP。
c、Sansung ARM9 处理器的解决方案：三星公司推出的基于ARM9 内核的S3C2440 系列嵌入式处理器。优点：
主频有阶梯分布（300MHz、400MHz、将来的533MHz），接口资源丰富，功耗小，Pin to Pin 兼容，成本较
低，升级简单方便。缺点：性能有限，最终限制扩展功能。

6、大家开发项目用的都是什么车载DVB-T 的模块？用的都是那家的方案？一般价格是多少？

答：车载的DVB－T 在欧洲的16QAM 及64QAM 环境下，目前只有DIBCOM 的高频头可以支持较高的移动速度
（180KM/h）以上。而DIBCOM 有早期的DIB3000 系列及DIB7000 系列，其中DIB7000 系列的功耗极低，在
0。3W 以下，是目前欧洲认可度最高的产品。

7、不少人认为，开车时经常去看电子地图并不现实，语音导航才是可行的方案。怎么看待这个问题？赛
格导航有没有提供语音导航的方案？其他公司呢？

答：开车时经常去看电子地图并不现实，语音导航才是可行的方案。这个问题是确切承认并被认识到的。
现有的导航产品都是语音来发音领航，赛格导航现有的面向海外市场的导航仪产品也是基于语音导航，在
国内会尽快推出此类产品，请关注。

8、市场上的主流GPS 模块有哪些？其优缺点怎样？

答：GPS 模块主要包括基频，射频，一般称为GPS 模组套片，主要有Sirf，uNav，Nemerax，Sony，St，Atmel
等等，做GPS 模组的就很多了，比如台湾的丽台，长天，环天，芬兰的Fastrax，他们采用的GPS 模组套
片不外乎上面几家，欧洲的芬兰fastrax iTrax300 采用SirfIII 套片，fastrax30-S 采用uNav 套片，台
湾GPS 模组功耗一般在175mw，灵敏度-159dbm，fastrax 在95mw，灵敏度-156dbm
9、台湾地区的GPS 厂商主要有哪些，有竞争力的前几位是哪些!在价格上比中国大陆有多大百分比区别。
如果想代理相关的产品。对经销商的知识，财力会有多少要求，目前最好的销售渠道，模式是什么。我朋
友想做经销，请厂家积极发言。台湾神达的在大陆卖的如何?
答：台湾地区的GPS 厂商：最主要也最有竞争力的有长天、丽台、北辰、鼎天、神达、金宝、光宝、仁宝、
华硕、广连等。 宇达电通（神达）国内外的销售情况很不错，代理商应该都已经找好了，去他们网站看看
即可。 目前，台湾地区的GPS 供应厂家不少，＂丽台＂是其中之一．不过在测试结果显示，新加坡的MMT
与＂丽台＂相比定位时间能快2-10 秒．

10、外挂式GPS 导航器，嵌入式导航器及外挂手持导航器，哪个是在国内市场最有前景的？

答：看时间段。后装市场给了很多人机会，前装市场起来是必然的，到那时候，大部分的日子就难过了。
当然，汽车电子以外的GPS 市场也回越来越广大。

11、是GPS 好还是GPSONE 好？

答：当然是GPSone 好，因为GPSPONE 是卫星＋基站没有盲区，哪怕你是在地下停车场或者是高速的隧道都
有信号．GPS 的弱点就在这些地方。