輔助全球定位系統(tǒng)(A-GPS)革命及其消費市場

　　圖4 比較了低價及高價的GPS 接收器的表現(xiàn)。當勘測級專業(yè)接收器(survey-grade receiver) 接上移動電話使用的平板天線時，出現(xiàn)了很多個定位間距(position gap)，而且當汽車不動的時候，定位卻仍飄移(在圖的左下以及上側區(qū)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：在嚴峻的都會高樓密集區(qū)像是舊金山、紐約、芝加哥、上海、臺北、東京新宿之類地區(qū)，才是終極挑戰(zhàn)。通常在這些地方，最多只能直接接收到一顆或二顆GPS 衛(wèi)星，也許也可以借著偵測到清楚的反射信號而收到其他衛(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星信號，但這不是我們常談到的GPS 多路徑效應，那個是“同時有直接信號也有反射信號”，但這里卻是“只有反射信號。其他都沒了”。GPS 的直接信號通常都會被高聳密集的建筑物遮蔽，而無法被偵測到。因此很難獲得良好精確度。

　　圖5并列比較了移動電話上的GPS 以及勘測級專業(yè)GPS(survey grade GPS)，在安裝同樣的小型天線后，我們在舊金山金融區(qū)做測試。勘測級專業(yè)GPS(survey grade GPS)完全無法定位!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(jù)直接可得的衛(wèi)星，信號強度是-132dBm，所有其他的衛(wèi)星的信號強度都低于-140dBm，傳統(tǒng)GPS 是無法獲取信號的。要能夠在這種嚴峻的環(huán)境中有辦法定到位置，我們需要移動電話中具備高靈敏度GPS 接收器。

　　簡言之，低成本的接收器并不會犧牲性能。而且相反地，由于有先前提到的七樣關鍵技術的演進和突破，首次定位時間(TTFF)和靈敏度都有驚人進步;而且定位精準度也沒有打折扣，事實上在城市環(huán)境中，低成本接收器比起傳統(tǒng)接收器，以及新型、動輒上千美元的勘測級專業(yè)接收器(survey-grade receiver)卻毫不遜色。

　　我們已經(jīng)看過GPS 消費市場規(guī)模超過了預期，從技術觀點來說，答案較不明確。在過去十年，消費型GPS 技術進步簡直一日千里。然而精確地來說，由于這些關鍵技術遠遠超過早期的預測。但是單獨靠GPS 在室內(nèi)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(nèi)一樣的好(但是目前還無法做到，在現(xiàn)階段，我們無法在單一GPS 本身技術上有明顯的突破來改善室內(nèi)定位的效果)。我們不會期望單一GPS 的首次定位時間可以進步45 倍，或是靈敏度可以再提升個30dB。然而，我們卻會希望借助其它技術的整合，來提高性能。圖7 顯示的是一個市場上的GPS+MEMS例子，型號是Tomtom14950，使用了博通BCM4750 芯片 (上面實驗中所使用的同樣芯片)、再加上和MEMS 加速度計以及MEMS 時率陀螺儀的整合，如此，可在舊金山的城市高樓密集區(qū)中進行測試時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。

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

　　在未來幾年，我們會開始看到許多技術加值到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(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS)、羅盤、日本準天頂衛(wèi)星系統(tǒng)(QZSS)和歐洲伽利略系統(tǒng)。

　　舉例來說，近年來大多數(shù)智能手機、上網(wǎng)本等具有劃時代意義的類似產(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，是再自然不過的事。尋找整合多種無線芯片供貨商，也是自然的趨勢。畢竟，當有芯片供貨商已經(jīng)為你準備好的時候，你為何還要花功夫自己動手，解決整合不同無線共存的問題呢?

　　我們展望了下個十年的導航科技，可以說未來的GPS 特色是會加上其它技術。誰有能力把技術整合到最大程度，誰就會是最大的贏家。