輔助全球定位系統(A-GPS)革命及其消費市場(chǎng)

　　摘要：目前，7種關(guān)鍵技術(shù)使GPS進(jìn)入世界各地的手機，本文詳述了這些技術(shù)的進(jìn)入過(guò)程以及對未來(lái)10年有什么影響。

　　關(guān)鍵詞：GPS;A-GPS;智能手機;Broadcom

　　十年前的E911法案啟動(dòng)了消費型GPS第一個(gè)成功的里程碑，自此以后，GPS接收器的靈敏度進(jìn)步了幾乎千倍以上，超過(guò)九成(五億支) 以上的手機已搭配GPS 功能并以主機式GPS(Host-based GPS)為標準。聯(lián)邦傳播委員會(huì )(FCC)及美國國會(huì )在1999年通過(guò)了E911法案，此法案規定當手機使用者撥打911緊急電話(huà)時(shí)，手機可自動(dòng)提供通話(huà)位置信息。原本，輔助定位系統(A-GPS)只用于移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)絡(luò )與GPS時(shí)間同步的時(shí)間校對，且主要是用在CDMA的電信網(wǎng)絡(luò )。而全球最大的電信網(wǎng)絡(luò )GSM和3G并不與GPS時(shí)間同步。所以在早期，一般認為非GPS技術(shù)(如現在已被淘汰的增強觀(guān)測時(shí)差E-OTD等技術(shù))會(huì )在E911法案中勝出的。然而，正如我們現在所知道的，GPS和全球導航衛星系統(GNSS)成了手機定位系統的大贏(yíng)家。E911法案是GPS在美國發(fā)展的主要動(dòng)力，并且間接促進(jìn)了全球GPS的發(fā)展。這要歸功于以下我所要談?wù)摰钠唔楆P(guān)鍵技術(shù)，它們使GPS技術(shù)在過(guò)去多年來(lái)逐漸成熟。

　　關(guān)鍵技術(shù)一：輔助定位系統(A-GPS)

　　關(guān)于A(yíng)-GPS有三件值得記住的事：“更快、更長(cháng)、更高”。透過(guò)奧林匹克運動(dòng)會(huì )的名言“更快、更強、更高”，你就可以記得住了。

　　A-GPS最顯著(zhù)的特征，是它使用衛星軌道資料傳送替代了原有基站傳送相同(或等量)的軌道數據，所以A-GPS接收速度更快。在過(guò)去，接收器必須在二維代碼/頻率空間中，搜索每一個(gè)GPS衛星信號。而輔助數據縮減了搜索范圍，讓裝置可以用更長(cháng)的時(shí)間來(lái)做信號整合，換句話(huà)說(shuō)，就是敏感度更高了 (見(jiàn)圖1)。就是我們說(shuō)的更長(cháng)，更高。

　　現在，我們更進(jìn)一步來(lái)看看代碼/頻率搜索，并介紹精確校時(shí)、粗略校時(shí)以及大規模平行關(guān)聯(lián)器等概念。任何輔助數據都可以減少頻率搜索次數，頻率搜索的概念就是如同你轉動(dòng)車(chē)上的收音機旋鈕，尋找電臺位置。只不過(guò)由于衛星移動(dòng)，會(huì )產(chǎn)生不同的GPS頻率，也就是多普勒效應。如果你可以預先知道衛星是如何設置的，就可以縮小頻率搜尋的范圍。

　　代碼延遲(code-delay)就更加敏銳了。C/A 代碼的重復周期是1ms，所以如果可以在獲得衛星信號之前，就知道比1ms更精確的GPS時(shí)間，便可以縮小代碼延遲搜索區域，這就是我們所說(shuō)的“精確校時(shí)”。

　　CDMA通信網(wǎng)絡(luò )是和GPS的時(shí)間同步，而最普遍的通信網(wǎng)絡(luò )(GSM及目前的3G)則不然。后者與GPS時(shí)間有±2秒的誤差，我們稱(chēng)之為粗略校時(shí)。在最初，只有精確校時(shí)的網(wǎng)絡(luò )可以應用A-GPS，但后來(lái)局勢改觀(guān)是因為我們有了關(guān)鍵技術(shù)二、關(guān)鍵技術(shù)三，那就是大量平行關(guān)聯(lián)器和高靈敏度。