GPS

ＧＰＳ( Global Position System之簡稱) －全球衛星定位系統。其應用於導航定位是一全新的概念，利用此一太空時代的科技，任何人都可輕易地得到正確的載具位置、速度及時間。GPS發展計畫是由美國國防部主導，並將此技術局部轉移至民間使用，應用在導航定位、精密測量、及標準時間等相關作業上。
GPS 在消費性電子產品上的應用


GPS在消費性電子產品上的應用
　　GPS在消費性電子產品上有那些技術的瓶頸，並且有那些解決方案。首先這裡所指的消費性電子產品泛指一般手持式產品，包括PDA、Handheld PC ( Palm PC), Smart Phone，行動車用導航等。
　　在已往對於GPS的主要應用層面在於小型航空器、遊艇船隻、個人追蹤導航及特殊用途單一功能的應用。而如今在切入消費性電子市場後，所有的GPS IC設計公司都體認到有四個障礙需要克服。第一個也是最關鍵的問題就是接收靈敏度的問題。一般的消費者在使用GPS時，多數會處在市區內，甚至在建築物內，這樣的環境絕對是GPS的天敵，因為在這樣的環境下，衛星傳送下來的訊號不僅會被衰減，多重反射(multi-path)，甚至完全收不到任何訊號(indoor)。為了改善接收靈敏度的問題，Trimble公司無不在RF IC上力求精進。
　　第二個瓶頸是消耗功率大小，在手持式的電子產品，省電一直是一個最重要的課題。目前在市場上各家IC的功率消耗分別從200mW 到400mW不等。除了基本的耗電需要再繼續降低外，有效的電源管理設計就成了最重要的設計之一。這其中以Trimble公司 的M-Loc 設計最為突出，在程式規劃下，其功率消耗可以一直維持在100 mW 以下。
　　緊接著要談到的第三個障礙是GPS接收器的尺寸大小，一般的GPS接收器設計，大體包含有射頻IC，GPS ASIC 處理器，CPU和記憶體。再加上週邊其他電路後，其尺寸大約是一般名片大小。然而這樣的尺寸完全不能符合手持式電子產品的需求，因此Trimble公司因應市場上需求設計開發更小包裝尺寸的M-Loc GPS模組。並且在軟體設計上也使得記憶體可以與其他系統共用，進而大大地減少IC的數量 。
　　最後一個就是價格問題，凡是要同消費大眾普及化的產品，在價格上一定要有競爭力，這表示著GPS廠商一定要打入手持式產品(cellular phone, PDA, etc.)市場，用數量上的優勢來降低價格。只要是在這四個方面領先的廠商，必然能夠順利的切入消費性電子產品的市場。


使用者接收設備
主要是一個衛星訊號接收器，依照不同的目的而有不同的定位能力，基本的功能是接收L1載波，分離出C/A電碼，進行最簡單的虛擬距離定位，也是一般車輛定位所使用的機型。其中必須注意的是：GPS衛星產生兩種不同的載波來承載所有電碼與訊息，其中C/A碼僅調置在L1載波上，P碼則分別調置在L1與L2載波上，並區別為P1與P2電碼，但美國軍方目前僅開放C/A碼僅民間使用。而一般間使用之接收機可經由差分修正(DGPS差分定位)達15呎或更加之準確度。但使用DGPS訊號需付費，一般使用者應考量成本及使用目地是否需要到如此精準。如做汽車導航您所需要知道的是您的相對位置配合您所使用之電子地圖，無需使用到那麼高精度之定位。

GPS的市場現況
　　目前提供GPS的廠家可大致區分為四類，第一類是只提供晶片(GPS Chipset)然後支援客戶研發終端產品(end product)的廠家，如Infineon、Phillip、 IBM、 A&D、ST等。第二類是提供GPS模組的廠家，如Trimble、Motorola、 Rockwell 。第三類是指提供一般商用終端產品的廠家，這類的終端產品有汽車導航器、船用/飛機用/個人用導航器，其特點就是含有方便的導航軟體，友善的人機介面(如LCD、顯示器、Keypad)，甚至再加上2-way transceiver (在此汎指GSM CDPD Trunk Radio WCDMA等)，此類廠家如Trimble、Garmin、 Magellen 。第四類廠家指的是生產高精確度的GPS接收器，也就是有得到P碼授權的業者，如Leica。當然也有少數提供IP整合方案的廠商如Parthus。
　　而特別在通訊電子產品上著力，並且可以與行動通訊設備大廠合作，而能夠提供Location Based Service 的有Trimble、Motorola、Rockwell….。 隨著消費性電子產品的應用層面日廣，不少電子產品都在積極地規劃整合GPS的導航功能，最普遍的如電子地圖公司、汽車導航系統、行動電話、PDA、Smart Phone等。一旦GPS的導航功能搭配上適當的電子地圖與規劃完善的導航軟體，則未來GPS將會成為人人必備的生活必需品。


功能分析
GPS除了可做為精確的定位工具之外，同時也可以用做精密的「測量」工具。在進行大範圍、大面積的地面測量時，往往受限於地球本身的弧度與測量儀器的精密程度，甚至於當時的天候狀況或測量人員本身的許多因素，導致測量的結果產生或多或少的誤差。倘若利用GPS來做為測量工具，由於人造衛星高懸於地表上空，受地表彎曲弧度的影響相對減少。透過GPS與GIS的結合，更可以讓我們更快速、精確的處理所需的資料。



成本效益分析
大多數業界人士都認為，隨著接受度的提升，GPS功能將被廣泛整合於晶片中。大約在2年內，30%左右的手機都將具有GPS功能。

預計數年後GPS系統收入將高達數百萬美元
“終究，整合才是大勢所趨。”


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