輔助全球定位系統(A-GPS)革命及其消費市場(chǎng)

　　圖4 比較了低價(jià)及高價(jià)的GPS 接收器的表現。當勘測級專(zhuān)業(yè)接收器(survey-grade receiver) 接上移動(dòng)電話(huà)使用的平板天線(xiàn)時(shí)，出現了很多個(gè)定位間距(position gap)，而且當汽車(chē)不動(dòng)的時(shí)候，定位卻仍飄移(在圖的左下以及上側區域，路口的地方)。這是由于城市環(huán)境的信號比較微弱。但我們也先別急，因為這也還不是消費型GPS 最嚴苛的測試：在嚴峻的都會(huì )高樓密集區像是舊金山、紐約、芝加哥、上海、臺北、東京新宿之類(lèi)地區，才是終極挑戰。通常在這些地方，最多只能直接接收到一顆或二顆GPS 衛星，也許也可以借著(zhù)偵測到清楚的反射信號而收到其他衛星系統的衛星信號，但這不是我們常談到的GPS 多路徑效應，那個(gè)是“同時(shí)有直接信號也有反射信號”，但這里卻是“只有反射信號。其他都沒(méi)了”。GPS 的直接信號通常都會(huì )被高聳密集的建筑物遮蔽，而無(wú)法被偵測到。因此很難獲得良好精確度。

　　圖5并列比較了移動(dòng)電話(huà)上的GPS 以及勘測級專(zhuān)業(yè)GPS(survey grade GPS)，在安裝同樣的小型天線(xiàn)后，我們在舊金山金融區做測試?？睖y級專(zhuān)業(yè)GPS(survey grade GPS)完全無(wú)法定位!圖6 顯示可得信號，并解釋了原因。在蒙特馬利街(Montgomery Street)上，只有依據直接可得的衛星，信號強度是-132dBm，所有其他的衛星的信號強度都低于-140dBm，傳統GPS 是無(wú)法獲取信號的。要能夠在這種嚴峻的環(huán)境中有辦法定到位置，我們需要移動(dòng)電話(huà)中具備高靈敏度GPS 接收器。

　　簡(jiǎn)言之，低成本的接收器并不會(huì )犧牲性能。而且相反地，由于有先前提到的七樣關(guān)鍵技術(shù)的演進(jìn)和突破，首次定位時(shí)間(TTFF)和靈敏度都有驚人進(jìn)步;而且定位精準度也沒(méi)有打折扣，事實(shí)上在城市環(huán)境中，低成本接收器比起傳統接收器，以及新型、動(dòng)輒上千美元的勘測級專(zhuān)業(yè)接收器(survey-grade receiver)卻毫不遜色。

　　我們已經(jīng)看過(guò)GPS 消費市場(chǎng)規模超過(guò)了預期，從技術(shù)觀(guān)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，答案較不明確。在過(guò)去十年，消費型GPS 技術(shù)進(jìn)步簡(jiǎn)直一日千里。然而精確地來(lái)說(shuō)，由于這些關(guān)鍵技術(shù)遠遠超過(guò)早期的預測。但是單獨靠GPS 在室內的定位功能卻明顯不足，理想中，我們要的是讓GPS 在室外運作得和室內一樣的好(但是目前還無(wú)法做到，在現階段，我們無(wú)法在單一GPS 本身技術(shù)上有明顯的突破來(lái)改善室內定位的效果)。我們不會(huì )期望單一GPS 的首次定位時(shí)間可以進(jìn)步45 倍，或是靈敏度可以再提升個(gè)30dB。然而，我們卻會(huì )希望借助其它技術(shù)的整合，來(lái)提高性能。圖7 顯示的是一個(gè)市場(chǎng)上的GPS+MEMS例子，型號是Tomtom14950，使用了博通BCM4750 芯片 (上面實(shí)驗中所使用的同樣芯片)、再加上和MEMS 加速度計以及MEMS 時(shí)率陀螺儀的整合，如此，可在舊金山的城市高樓密集區中進(jìn)行測試時(shí)可獲得更良好的定位效果(精確度提升了30%，最壞情況誤差降低一半多)。測試結果顯示方向精確度尤其顯著(zhù)。

　　圖7線(xiàn)條圖顯示的是在舊金山測試中，對只含有GPS 產(chǎn)品的衛星信號都很差。就單一GPS 來(lái)說(shuō)，定向的角度誤差甚至達到45°，這也是使用過(guò)只含有GPS 的人，都會(huì )遇到的情形：突然之間地圖旋轉到錯誤的方向。如果整合了MEMS 時(shí)率陀螺儀后，定向的角度誤差可縮小到只有3°，和45°誤差相比有15 倍的進(jìn)步。這類(lèi)似過(guò)去十年GPS 發(fā)生的各類(lèi)演進(jìn)，主要因為有“GPS 加值”。

　　在未來(lái)幾年，我們會(huì )開(kāi)始看到許多技術(shù)加值到GPS 上面：Wi-Fi、NMR/MRL(GSM 及3G 手機協(xié)助定位) ，當然還有GPS+蘇聯(lián)導航衛星系統(GLONASS)、羅盤(pán)、日本準天頂衛星系統(QZSS)和歐洲伽利略系統。

　　舉例來(lái)說(shuō)，近年來(lái)大多數智能手機、上網(wǎng)本等具有劃時(shí)代意義的類(lèi)似產(chǎn)品，都配備GPS 以及Wi-Fi，而且許多配備了3G 網(wǎng)卡，所以如果GPS 科技發(fā)展出包含Wi-Fi 及MRL 定位，是再自然不過(guò)的事。尋找整合多種無(wú)線(xiàn)芯片供貨商，也是自然的趨勢。畢竟，當有芯片供貨商已經(jīng)為你準備好的時(shí)候，你為何還要花功夫自己動(dòng)手，解決整合不同無(wú)線(xiàn)共存的問(wèn)題呢?

　　我們展望了下個(gè)十年的導航科技，可以說(shuō)未來(lái)的GPS 特色是會(huì )加上其它技術(shù)。誰(shuí)有能力把技術(shù)整合到最大程度，誰(shuí)就會(huì )是最大的贏(yíng)家。