新型GPS技术方案与芯片及其应用

GPS技术方案与芯片及其应用关键字：卫星接收定位控制网络轨道参数传输关键字：卫星接收定位控制网络轨道参数传输GPS是全球卫星定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS)的英文缩写，GPS利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统.能提供个人候的定位、授时、测速功能。GPS已被广泛／业用于航天、航空、航海、运输、测量、勘探等诸多领域。随着数字大规,GPS已经开始更多地嵌入到移动手持设备、消费电子产品中。为此本文将对新型GPS技术方案与芯片及其应用作分析说明。首先应了解GPS.1、GPS的基本架构及特点GPS.24,卫星连续不断地发送位置和时间信息。这些卫星均匀地分布在64GPS51243GPS接收机的纬度、经度和海拔高度，第四个信号提供同步时间校准。GPS;在地面维.其定位12个横切面，每个横切面上有两颗定位卫星，互成180度的夹角，因而,根据几何原理，通常接收机只要接到三颗卫星的信息便可确定二维坐标即经纬度，接收到四颗卫星的信息便可确定海拔高度。目前卫星（27颗）GPS4颗星，才能提供定位信息。这些卫星广播或发送的长系列码(或数字组合）GPS接收机可通过已知的卫星伪随机码、光速以及保持卫4）的条件下，通过求解三角方程就可以算出GPS接收机的位置，也提供了用户的位置。GPSGPS成。射频集成电路用于检测和处理GPS,GPSGPS,其主打市场是无线于持设备、汽车、便携式汁算设备以及一些CPS1是以手持式GPS系统芯片结构示意框图。图12、传统的GPS与新技术GPS方案的优势传统GPS，如移动设备中所采用的全球定位技术都存在价格高、功耗大、尺寸大等问题。因此开发纯软件GPS接收机，通过软件完成GPS低成本，促使更多的手持便携设备采用GPS.2.1新技术GPS方案的优势GPS模式，在每一秒钟为系统（)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最优的GPS.2。2新技术GPS方案的术特征是将专有的RFIC设计技术与新的软件GPS技术相结合，开发出了完全符合移动和便MaximRFIC设计技术与Philips创新的软件GPS.a.基于该新技术GPS方案的第一款是针对膝上型电脑USB考设计。该设计启用了低成本／高性能的GPSadd—ons。其最简单的形式可以是一个GPS.USBGPSUSBOTG的智能电话。此外，这一小尺寸、低功耗设计可以与其它设备，:USB动器或USBMP3在这些设备中实现GPS功能。b/GPSMaxim的MAX2741GPS接收器前端，其MAX2741、自适应AGCVCO集成了一个1、23位ADC,2MHz26MHz27V3.0V电源供电。而软件如PhilipsSpot软件ANSIC600Kb、IntelXscaleTI-OMAP。软件获取GPS前端接收器输出提取卫星信号，产生有效的定位信息。33、例举新技术GPS方案的应用3。1应用信息娱乐系统中现有的应用处理器完成GPS／Galileo功能独特的基于软件的GPS方案，无需改动的硬件即可完成GPS／GalileoGa升级.与全球定位（GPS)是欧洲太空总署正在开发的欧洲导航系统Galileo.完全运转起来。向GPS卫星系统中加入Galileo导航系统与仅仅具有GPS的系统相比,将会使性能得到极大地改善由于汽车市场具有较长的设计周期，当今制造商们正在为这项新技技术利用系统主处理器来执行所需的定位计算，无需价格昂贵而又庞大的基带IC。因此将GNSS的整个硬件物料清单缩减为只RF前端电路.这项新的技术所提供的性能与传统的硬件连线多芯片GPS方案相当，但成本却是当前业界最低的，尺寸也最为纤小。该GNSS方案可为信息娱乐系统提供无与伦比的灵活性。软件提供单机模式和援助模式，并可为满足您的汽车导航需求而进行优化。图为传统的GPS方案与新型基于软件GPS方案比较示意框图。223.2将UMPC或膝上型电脑变为一个功能完备的GPS导航系统独特的软件GPS,成本和尺寸削减50％。全球定位系统（GPS)技术利用系统主处理器来执行所需的GPS计算，无需价格昂贵而又庞大的GPS基带IC.此外，高度集成和极为灵活的RFIC(如MAX274l),基于软件的GPS只需要元件数较少的BOM表,进一步削减了GPSGPS,可拓宽超级移动PC（UMPC)PDA和智能电话中提供独立及辅助GPS模式和不同大小的软件，并可针对不同的应用进行优化，例如汽车导航、个人导航或单点位置校正应用。其示意图与图2相同。4、核心芯片是GPS系统的关键部分之-核心芯片的优劣在很大程度上决定了不同GPS产品的性能差异，芯片技术直接关系到GPS产品的技术指标和未来发展走向。GPS芯片由一块射频集成电路、一块数字信号处理电路和标准嵌入式GPS软件构成。射频集成电路用于检测和处理GPS射频信号,数字信号处理电路用于处理中频信号，标准嵌入式GPS软件用于搜索和跟踪GPS卫星信号，并根据这些信号求解用户坐标和速度，其主打市场是无线于持设备、汽车、便携式汁算设备以及一些CPS专业用户。这可以由嵌入式CPS导航系统的核心技术来看ARM9系列中的16／32RISCS3C2410A..SC2410A微处理器为核心232M64M整,GPSGPS,LJDAl341TS的语音芯片系统。STGPSGPSRF接收器。ST的STA2051ARM7TDMIAPB12GPS,内部B256K+16KFLASH6KSRAMSTR710ST配STA2051STOSGPSARM,在功耗和成本上更具优势。STA2051TQFP64STA201STA2051GOTQFPl44I／OSTA2051E。STA2051RISC256k+16kMemoryInterface）扩展存储器接口（TQFPl44），4,64M;12通道GPS(STMicroelectronicsI独立的RTRea—TimClock带唤醒功能；CAN控制器（CANProtocol。0partAand1Mbit／s16-位多功能定时器（比较计数，PWM）;UARTSSPII2CUSB(144PIN）等串口通信;（1S07816—3（RTC);HDLC控制（incl．NRZI,FM0andManchester12ADC变换器（Sigma-Delta);CPU50LEA—5GPS模組，可提供超越现有水平的速度、灵敏度及整合方便性。LEA-5GPS模块系列拥有GPS这些单机多用途的GPSu-blox5GPSGALILEO便，使体积与成本都受严格限制的汽车电子、消费和工业等各种应用能够迅速上市。u-blox5提供超快速的首次定位时间，它所采用的GPS50100(correlators）搜寻u—bloxAssistNowA-GPS服务协助下，u—blox51卫星讯号和完成首次定位。这些LEA-5模块不但是目前市场上最快速和最灵敏的GPS模块，而且体积很小及成本很低，最适合大众市场的GPS消费装置采用。LEA—5HGPSROM为基础的LEA—5S则能进一步降低成本u-bloxOMASUPLA—GPSAssistNowonlineAssistNowofflineA-GPS服务.LEA-5GPSu-blox（)5l000-l58dbm—160dbm；功耗不大于50mW;GPS;34s29s,加A—GPSls之内；GPS16通道增加至50u—blox—g5PDA.5、GPS芯片应用—用MAX2742构建GPS接收机GPS(全球定位系统）GPSGPS接收机架构先作剖析。5.1GPS接收机基本架构GPS3(GPS-RF前端)、GPS信号处理器和主处理器。3RFRFGPSRF前端.RFGPS,RF前端GPS412GUI（图象用户接口）、显示屏，或者其它操作系统途径向用户提供数据（见图4左侧所示GPS接收机的重要特性，为此用数TCXO(DS4000）4.32REF(基准)(或振荡器RTC(实时时钟晶体。REF晶体或振荡器可以相当精确或不精确，取决所使用的接收机。典型范围介于13MHz30MHzGPS接收机作为精密时间基准的应用中,REFOCXOTCXO。在这种情况下，主处理器将修正卫星和接收机之间的任何定时滑动。RTCGPS接收机捕获信号过程提供实时时钟信息27.,RTC.5。2用MAX2742构建GPS接收机CMOSRFGPSMAX2742(2所示GPS解决方案。MAX2742CMOSGPS前端下变频器。这款性能优异的器件只需消耗极低的功率（32mW，2。4V)IFSAWIFSAW滤.MAX2742片内集成了低噪声放大（LNBP(AG.GPSIC接口，适,（LBS)MAX2742GPSRF解决方案只需少量的外部元MAX274218414MHz，提供差分或单端IF输出