多模增強(qiáng)型衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)芯片的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

1、多模增強(qiáng)型衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)芯片的機(jī)遇與挑戰(zhàn)摘要：本文介紹了全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，分析了全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的市場需求和應(yīng)用前景，并指出衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)向多模增強(qiáng)型方向發(fā)展的必然趨勢，最后詳細(xì)闡述了多模增強(qiáng)型衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)芯片技術(shù)的架構(gòu)和解決方案。關(guān)鍵詞：全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、接收機(jī)、多模增強(qiáng)型、接收機(jī)芯片組1研究現(xiàn)狀1963年12月第一顆美國導(dǎo)航衛(wèi)星入軌運(yùn)行，開創(chuàng)了衛(wèi)星無線電導(dǎo)航的新時代。1994年3月，美國第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) - GPS衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)（24顆工作衛(wèi)星）建成，并發(fā)展成為當(dāng)代跨學(xué)科、跨行業(yè)、廣用途、高效益的綜合性高新技術(shù)。與此同時，前蘇聯(lián)也在1996年建立了自已的全球衛(wèi)星導(dǎo)航

2、系統(tǒng) - GLONASS。然而，GPS和GLONASS尚存在以下不足和問題：1）定位精度較低；2）缺乏完好性；3）缺乏服務(wù)的可用性和連續(xù)性；4）國際上的民用組織對其無法控制。歐盟出于政治、軍事、經(jīng)濟(jì)方面的考慮，于1990年提出了發(fā)展全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)想，1999年2月正式公布擬實(shí)施的伽利略計(jì)劃（GALILEO）。伽利略計(jì)劃將于2021年前在三個軌道面上部署30顆衛(wèi)星，其服務(wù)功能有：1）公開服務(wù)（OS）：向全球免費(fèi)提供優(yōu)于GPS現(xiàn)行民用精度的導(dǎo)航、定位和授時服務(wù)；2）生命安全服務(wù)（SOLS）：具有完好性保障、能對系統(tǒng)故障、衛(wèi)星和信號的健康狀況向用戶及時報(bào)警；3）商業(yè)服務(wù)（GS）：是一種收費(fèi)的增

3、值服務(wù)；4）公共事業(yè)服務(wù)（PRS）：是一種高安全性、高完好性和高保障性的專門服務(wù)。5）搜救服務(wù)（SAR）：即將遇難者的求救信號和精確位置集成到GALILEO衛(wèi)星的導(dǎo)航數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)發(fā)給現(xiàn)有的國際衛(wèi)星緊急搜救系統(tǒng)中心（COSPAS-SARSAT）。20_3年10月，中歐正式簽署伽利略計(jì)劃合作協(xié)定。目前，中歐已成功啟動了涵蓋伽利略系統(tǒng)的空間段、地面段和應(yīng)用段領(lǐng)域的11個項(xiàng)目的技術(shù)談判，其中7個項(xiàng)目已簽合作協(xié)議，包括漁業(yè)應(yīng)用、基于位置服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)研究、電離層研究、上行站前端、搜救轉(zhuǎn)發(fā)器、激光后向反射器、中國伽利略測試認(rèn)證環(huán)境等。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由衛(wèi)星、地面控制站和用戶設(shè)備3部分組成，用戶設(shè)備指的是衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)

4、，它是所有應(yīng)用的基礎(chǔ)。接收機(jī)由主機(jī)板及外圍設(shè)備組成，而主機(jī)板的核心是IC芯片。所以，芯片是衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化的核心基礎(chǔ)，要推動我國衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，就必須擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)芯片組。2市場需求衛(wèi)星導(dǎo)航市場無論是從規(guī)模還是業(yè)務(wù)類型來說都非常巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球GPS用戶已超過400萬，相關(guān)產(chǎn)品和相關(guān)服務(wù)年產(chǎn)值達(dá)80億美元；而據(jù)歐盟預(yù)計(jì)，在20_52025年這20年間，歐洲衛(wèi)星導(dǎo)航用戶設(shè)備市場規(guī)?？赏_(dá)到880億歐元，業(yè)務(wù)市場可達(dá)1120億歐元，由伽利略計(jì)劃帶來的歐洲衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備出口市場估計(jì)約有700億歐元。就我國而言，截止到“十五”末期，我國衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用市場總產(chǎn)值達(dá)到70多億元人

5、民幣，導(dǎo)航定位運(yùn)營服務(wù)產(chǎn)值超過30億元人民幣（表1顯示了20_0到20_5年間我國衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用市場現(xiàn)狀）。我國衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，傳統(tǒng)的測繪應(yīng)用和軍工應(yīng)用比重逐年下降，正在從專業(yè)化走向大眾化。在應(yīng)用領(lǐng)域中，車載應(yīng)用的比重最大，約占總量的50%左右。據(jù)有關(guān)部門預(yù)測，未來幾年內(nèi)每年將有10萬輛以上的汽車裝備衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，每年的相關(guān)產(chǎn)值將增長710億元。3發(fā)展趨勢3.1 多模兼容是必然方向提高定位精度、改善用戶體驗(yàn)不僅是目前主流導(dǎo)航服務(wù)的持續(xù)要求，也是將衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)推廣到多樣化的消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域的重要技術(shù)保障。但目前單一依靠GPS系統(tǒng)的技術(shù)還難以滿足全方位的應(yīng)用需求。隨著伽利略系統(tǒng)投入使用，衛(wèi)

6、星導(dǎo)航將從GPS時代向GNSS（全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）時代轉(zhuǎn)變，形成GPS+Galileo（伽利略系統(tǒng)）+其它系統(tǒng)（如GLONASS、北斗）的多系統(tǒng)并存的局面。GNSS在可用性、連續(xù)性和完好性方面的保障將遠(yuǎn)比單一GPS好。伽利略系統(tǒng)與GPS配合使用可大幅提高導(dǎo)航衛(wèi)星的可用性，使單一的GPS市區(qū)可用性從55%提高到GPS/Galileo共用時的95%。由于伽利略系統(tǒng)的初始設(shè)計(jì)已充分考慮了與GPS的融合，這就將形成GPS/Galileo組合的GNSS多模兼容接收機(jī)應(yīng)用的批量市場，多模接收機(jī)在性價比上將大大超過單一系統(tǒng)的接收機(jī)。因此，多模兼容是衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)發(fā)展的必然方向。3.2 高精度增強(qiáng)型是目標(biāo)高精度是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及其接收機(jī)追求的目標(biāo)。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度一直受到電離層