GPS芯片选型.doc

GPS模块自动接收卫星定位信号来进行定位同时将这些定位信息通过GPRS或CDMA网络实时传送回监控中心。
GPS定位系统原理及工作原理
GPS定位系统原理及工作原理  GPS：全球卫星定位系统(Global Positioning System,简称GPS)是由美国政府所发展，整个系统约分成下列三个部份：  【太空卫星部份】由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座，记作（21+3）GPS星座。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55度，各个轨道平面之间相距60度，即轨道的升交点赤经各相差60度。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差90度，一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。  在两万公里高空的GPS卫星，当地球对恒星来说自转一周时，它们绕地球运行二周，即绕地球一周的时间为12恒星时。这样，对于地面观测者来说，每天将提前4分钟见到同一颗GPS卫星。位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同，最少可见到4颗，最多可见到11颗。在用GPS信号导航定位时，为了结算测站的三维坐标，必须观测4颗GPS卫星，称为定位星座。这4颗卫星在观测过程中的几何位置分布对定位精度有一定的影响。对于某地某时，甚至不能测得精确的点位坐标，这种时间段叫做“间隙段”。但这种时间间隙段是很短暂的，并不影响全球绝大多数地方的全天候、高精度、连续实时的导航定位测量。GPS工作卫星的编号和试验卫星基本相同。  【地面管制部份】对于导航定位来说，GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历—描述卫星运动及其轨道的的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准—GPS时间系统。这就需要地面站监测各颗卫星的时间，求出钟差。然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。  【使用者接收机】GPS信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，三维速度和时间。  GPS的工作原理，简单地说来，是利用我们熟知的几何与物理上一些基本原理。首先我们假定卫星的位置为已知，而我们又能准确测定我们所在地点A至卫星之间的距离，那么A点一定是位于以卫星为中心、所测得距离为半径的圆球上。进一步，我们又测得点A至另一卫星的距离，则A点一定处在前后两个圆球相交的圆环上。我们还可测得与第三个卫星的距离，就可以确定A点只能是在三个圆球相交的两个点上。根据一些地理知识，可以很容易排除其中一个不合理的位置。当然也可以再测量A点至另一个卫星的距离，也能精确进行定位。事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，收到四颗则加上高程值这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。  以上所说，要实现精确定位，要解决两个问题：  其一是要确知卫星的准确位置；  其二是要准确测定卫星至地球上我们所在地点的距离。下面我们看看怎样来做到这点。  怎样确知卫星的准确位置  要确知卫星所处的准确位置。首先，要通过深思熟虑，优化设计卫星运行轨道，而且，要由监测站通过各种手段，连续不断监测卫星的运行状态，适时发送控制指令，使卫星保持在正确的运行轨道。将正确的运行轨迹编成星历，注入卫星，且经由卫星发送给GPS接收机。正确接收每个卫星的星历，就可确知卫星的准确位置。  要准确测定信号传播时间，要解决两方面的问题。一个是时间基准问题。  时间基准问题  GPS系统在每颗卫星上装置有十分精密的原子钟，并由监测站经常进行校准。卫星发送导航信息，同时也发送精确时间信息。GPS接收机接收此信息，使与自身的时钟同步，就可获得准确的时间。所以，GPS接收机除了能准确定位之外，还可产生精确的时间信息。  原子钟虽然十分精确，但也不是一点误差也没有。GPS接收机中的时钟，不可能象在卫星上那样，设置昂贵的原子钟，所以就利用测定第四颗卫星，来校准GPS接收机的时钟。我们前面提到，每测量三颗卫星可以定位一个点。利用第四颗卫星和前面三颗卫星的组合，可以测得另一些点。理想情况下，所有测得的点，都应该重合。但实际上，并不完全重合。利用这一点，反过来可以校准GPS接收机的时钟。测定距离时选用卫星的相互几何位置，对测定的误差也不同。为了精确的定位，可以多测一些卫星，选取几何位置相距较远的卫星组合，测得误差要小。在我们提到测量误差时，还有一点要提到，就是美国的SA政策。美国政府在GPS设计中，计划提供两种服务。一种为标准定位服务（SPS），利用粗码（C/A）定位，精度约为100m，提供给民用。另一种为精密定位服务（PPS），利用精码（P码）定位，精度达到10m，提供给军方和特许民间用户使用。由于多次试验表明，SPS的定位精度已高于原设计，美国政府出于对自身安全的考虑，对民用码进行了一种称为“选择可用性SA(Selective Availability)”的干扰，以确保其军用系统具有最佳的有效性。由于SA通过卫星在导航电文中随机加入了误差信息，使得民用信号C/A码的定位精度降至二维均方根误差在100米左右。  采用差分GPS技术(DGPS)，可消除以上所提到大部分误差，以及由于SA所造成的干扰，从而提高卫星导航定位的总体精度，使系统误差达到10到15米之内。

我们在地面用接收器接收来自卫星的坐标数据。接收装置与这些卫星互相传送信号，确定接收器所在的位置，并且计算出经度、纬度、甚至高度。凭借不断地与卫星进的信号传递，接收器能够在设定时间内采集数据，并计算出速度、距离和达到预设点的预计时间。

目前国际上常见到的GPS芯片主要是美国SIRF（Sirf ）
　　SiRF最新的第三代芯片SiRFstar III（GSW 3.0/3.1），采用20万次/频率的相关器提高了灵敏度，冷开机42秒，暖开机38秒，热开机8秒，可以同时追踪20个卫星信道。
　　我国的北京东方联星科技有限公司在08年上半年自主设计、开发出了当今世界启动速度最快的卫星导航芯片。冷开机35秒，暖开机30秒，热开机1秒，小于1秒的重捕获时间，可以同时追踪32个卫星信道。
　　三代芯片的核心：
　　芯片硬件大同小异，只是内部软件起主要作用。所谓三代的核心技术只是在2代的基础上提高改进了软件的算法，就好比初、高中物理课上计算加速度/速度用的公式，但到了大学高等数学中导数、积分来计算同一道加速度/速度的物理题，方法（算法）不同，所用时间大不一样，体现了中学和大学的区别，就好像2代和3代一样。其次是硬件也提供了质量标准。
　　三代芯片软件主要功能：
　　3代芯片软件提高升级：（1）算法改进提高搜星/定位速度时间。（2）通过软件滤波器提高抗干扰性能、信噪比及接收有效星颗数。（3）有的芯片实现软件DR航迹（转迹）推算，提高抗高楼、树荫、桥下遮挡及隧道功能。（4）软通道搜索，搜索提高可视卫星的通道数（可以12—24颗），人员、车辆、上下坡、姿态发生变化时、飞机、船舶星历状态发生变化时仍能继续定位。
　　三代芯片硬件改进：
　　（1） 芯片功耗降低，体积减少（与2代比）。
　　（2） 提高抗干扰能力，全屏蔽或双芯片分开。
　　三代产品明显优势特点（实际效果）：
　　（1） 定位时间快：无论冷启动、温启、热启，重捕时间均快5-30秒钟（与二代相比）。
　　（2） 高感度：即在高楼、树荫、桥下、遮档、遂洞、窗口、车内，甚至车底盘下仍可很快定位收4颗以上卫星。常说：有点天空就可定位（单星定位），也就是《给点阳光就灿烂》。
　　（3） 抗干扰性能：高压线、电场、磁场、高速动态、微波、手机，同频干扰的环境下仍能正常工作。
　　（4） 功耗低、省电：降低了功耗，甚至有睡眠状态（静态不工作），可以节电，提高产品待机时间。
（5） 体积小，性能价格比好：体积小，重量轻，这是社会的需求和发展趋势，可以扩大更多的应用范围和领域。

GPS接收机主要由GPS接收机天线单元、GPS接收机主机单元和电源三部组成。天线单元的主要功能是将GPS卫星信号非常微弱的电磁波转化为电流，并对这种信号电流进行放大和变频处理。而接收机单元的主要功能是对经过放大和变频处理的信号电源进行跟踪、处理和测量，图1描述了GPS信号接收机的基本结构。

图1 GPS接收机的基本结构
如果把GPS接收机作为用户测量系统，那么按其构成部分的性质和功能，可分为硬件部分和软件部分。
硬件部分，主要系指上述天线单元、接收单元的硬件设备。而软件部分是支持接收机硬件实现其功能，并完成各种导航与定位任务的重要条件。一般来说，软件包括内软件和外软件。所谓内软件是指诸如控制接收机信号通道按时序对各卫星信号进行量测的软件以及内存或固化在中央处理器中的自动操作程序等。这类软件已和接收机融为一体。而外软件主要是指观测数据后处理的软件系统，这种软件一般以磁盘方式提供。如果无特别说明，通常所说接收设备的软件均指后处理软件系统。
软件部分是构成现代GPS测量系统的重要组成部分之一。一个功能齐全、品质良好的软件，不仅能方便用户使用，满足用户的各方面要求，而且对于改善定位精度，提高作业效率和开拓新的应用领域都具有重要意义。所以，软件的质量与功能已成为反映现代GPS测量系统先进水平的一个重要标志。
2 天线单元
天线单元由接收天线和前置放大器两个部件组成，如图2所示。其基本功能，是接收GPS卫星信号，并把卫星信号的能量转化为相应的电流量，经过前置放大器，将微弱的GPS信号电流予以放大，送入频率变换器进行频率变换，以便接收机对信号进行跟踪和量测。

图2天线单元基本结构
2.1 对天线的要求
(1)天线与前置放大器一般应密封为一体。以保障其在恶劣的气象环境中能正常工作，并减少信号损失。
(2)天线均应成全圆极化。使天线的作用范围为整个上半球，在天顶处不产生死角，以保证能接收来自天空任何方向的卫星信号。
(3)天线必须采取适当的防护和屏蔽措施。以最大限度地减弱信号的多路径效应，防止信号被干扰。
(4)天线的相位中心与几何中心之间的偏差应尽量小，且保持稳定。由于GPS测量的观测量，是以天线的相位中心为准的，而在作业过程中，应尽可能保持两个中心的一致性和相位中心的稳定。
2.2天线的类型
目前，GPS接收机的天线有多种类型，其基本类型见图3所示。

图3 天线类型
(1)单极天线。这种天线属单频天线，具有结构简单，体积小的优点。需要安装在一块基板上 ， 以利于减弱多路径的影响。
(2)螺旋形天线。这种天线频带宽，全圆极化性能好，可接收来自任何方向的卫星信号。但也属于单频天线，不能进行双频接收，常用作导航型接收机天线。
(3)微带天线。微带天线是在一块介质板的两面贴以金属片，其结构简单且坚固，重量轻，高度低。既可用于单频机，也可用于双频机，目前大部分测量型天线都是微带天线。这种天线更适用于飞机、火箭等高速飞行物上。
(4)锥形天线。这种天线是在介质锥体上，利用印刷电路技术在其上制成导电圆锥螺旋表面，也称盘旋螺线型天线。这种天线可同时在两个频道上工作，主要优点是增益性好。但由于天线较高，而且螺旋线在水平方向上不完全对称，因此天线的相位中心与几何中心不完全一致。所以，在安装天线时要仔细定向，使之得以补偿。
(5)带扼流圈的振子天线，也称扼流圈天线。这种天线的主要优点是，可以有效地抑制多路径误差的影响。但目前这种天线体积较大且重，应用不普遍。

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图4锥形天线与带扼流圈天线
3 接收单元
GPS信号接收机的接收单元主要由信号通道单元、存储单元、计算和显示控制单元、电源等4个部分组成。图7-1绘出了接收单元的主要结构，现择要予以介绍。
3.1 信号通道
信号通道是接收单元的核心部件，它不是一种简单的信号通道，而是一种由硬件和相应的控制软件相结合的有机体。它的主要功能是跟踪、处理和量测卫星信号，以获得导航定位所需要的数据和信息。随着接收机的类型不同，接收机所具有的通道数目不等。每个通道，在某一时刻只能跟踪一颗卫星的一种频率信号，当某一颗卫星被锁定后，该卫星占据这一通道直到信号失锁为止。当接收机需同步跟踪多个卫星信号时，原则上可能采用两种跟踪方式：一种是接收机具有多个分离的硬件通道，每个通道都可连续地跟踪一个卫星信号；另一种是接收机只有一个信号通道，在相应软件的控制下，可跟踪多个卫星信号。因此，目前大部分接收均采用并行多通道技术，可同时接收多颗卫星信号。对于不同类型的接收机，信号通道的数目也由1到12不等。现在一些厂家已推出可同时接收GPS卫星和GLONASS卫星信号的接收机，其信号通道多达24个。当前信号通道的类型有多种，若根据通道的工作原理，即对信号处理和量测的不同方式，则可分为码相关型通道、平方型通道和码相位型通道，它们分别采用不同的解调技术，三者的基本特点如下：
(1)相关型波道：用伪噪声码互相关电路，实现对扩频信号的解扩，解译出卫星导航电文。
(2)平方型波道：用GPS信号自乘电路，仅能获取二倍于原载频的重建载波，
抑制了数据码，无法获取卫星导航电文。
(3)码相位波道：用GPS信号时延电路和自乘电路相结合的方法，获取P码或C/A码的码率正弦波，仅能测量码相位，而无法获取卫星导航电文。
若根据跟踪卫星信号的不同方式，则可分为序贯通道、多路复用通道和多通道。
3.2 存储器
接收机内设有存储器，以存储一小时一次的卫星星历、卫星历书，接收机采集到的码相位伪距观测值、载波相位观测值及人工测量数据。目前，GPS接收机都采用PC卡或内存作为存储设备。在接收机内还装有多种工作软件，如自测试软件；天空卫星预报软件；导航电文解码软件；GPS单点定位软件等。
为了防止数据的溢出，当存储设备达到饱和容量的95%时，便会发出“嘀嘀”的报警声，以提醒作业人员进行及时处理。
3.3 计算与显控
图7-1中的显控器，通常包括一个视屏显示窗和一组控制键盘，它们有的安设在接收单元的面板上，有的作为一个独立的终端设备。它是人机对话的窗口，通过它，可对接收机进行配置，让接收设备按照配置的要求去工作。通过它可输入一些必要的信息，如测站名、天线高、点的坐标等。当然也可以通过它调用存储在接收机里的数据信息和功能，它是RTK作业流动站的必不可少的工具。接收机内的处理软件是实现GPS定位数据采集和通道自校检测自动化的重要组成部分，它主要用于信号捕获、环路跟踪和点位计算。在机内软件的协同下，微处理机主要完成下述计算和数据处理：
（1）接收机开机后，立即指令各个通道进行自检，适时地在视屏显示窗内展示各自的自检结果，并测定、校正和存储各个通道的时延值。
（2）接收机对卫星进行捕捉跟踪后，根据跟踪环路所输出的数据码，解译出GPS卫星星历。当同时锁定4颗卫星时，将C/A码伪距观测值连同星历一起计算出测站的三维位置，并按照预置的位置数据更新率，不断更新(计算)点的坐标。
（3）用已测得的点位坐标和GPS卫星历书，计算所有在轨卫星的升降时间、方位和高度角，并为作业人员提供在视卫星数量及其工作状况，以便选用“健康”的且分布适宜的定位卫星，达到提高点位精度的目的。
（4）接收用户输入的信号，如测站名、测站号、天线高和气象参数等。
3.4 电源
GPS接收机的电源有两种：一种是内电源，一般采用锂电池，主要用于为RAM存储器供电，以防止数据丢失；另一种为外接电源，这种电源常采用可充电的12V直流镉镍电池组或锂电池，有的也可采用汽车电瓶。当用交流电时，需经过稳压电源或专用电流交换器。当机外电池下降到11.5V时，便自动接通内电池。当机内电池低于10V时，若没有连接上新的机外电池，接收机便自动关机，停止工作，以免缩短使用寿命。在用机外电池作业过程中，机内电池能够自动地被充电。

GPS核心芯片介绍 买GPS就的选好芯片
不同GPS产品在性能上的差异主要取决于核心芯片。您在购买GPS时所看到的各项技术指标都是由GPS芯片决定的，GPS未来的发展也是有核心芯片技术决定的。
1.GPS芯片的发展和展望
2003年以后GPS芯片产业如雨后春笋般呈现出一种蓬勃发展的局面。目前设计生产GPS芯片的厂家超过10家，包括美国SiRF(瑟孚)、Garmin(高明)、摩托罗拉、索尼、富士通、飞利浦、Nemerix、uNav、uBlox等。
2005年SiRF收购了摩托罗拉的GPS芯片业务，未来将合作在摩托罗拉的智能手机中集成GPS功能。无独有偶，高通公司在增强型3G手机芯片CDMA2000 EV-DO中也设计了集成的GPS功能。Nextel公司也正在使用SiRF的技术来实现其手机中的GPS功能。
美国已经通过了法律，要求移动电话制造商在2007年必须把GPS接收机集成到产品中去，以提供定位和紧急呼叫功能，2007年已经是3G的时代。可见，尽管现在集成GPS功能的手机尚未进入主流市场，但是将来3G手机的中高端机型会普遍集成GPS功能。
2005年7月，以归国博士周文溢为核心的5名海外学人创业的西安华迅公司也推出了国内第一块GPS芯片。
尽管厂商林立，目前在非独立式GPS领域中SiRF的地位就如同PC产业中的英特尔，主流产品几乎全部采用SiRF芯片。因此，读者只要了解SiRF芯片的几个主要型号就可以了解非独立式GPS的核心技术差异。
新兴的GPS芯片公司几乎在原有市场中都很难有立足之地，他们把目光主要瞄准了未来集成GPS的各种IT设备，如手机、数码相机、PDA、笔记本电脑，甚至U盘。
如果和计算设备集成在一起，GPS芯片的很多功能可以通过软件完成，成本可以进一步降低。早在2004年SiRF公司就已经推出了这样的简化产品??软件GPS。近期飞利浦也发布了类似产品，可以支持ARM处理器、Xscale处理器、x86处理器，完成各种GPS处理任务。集成的软件GPS成本只有4～5美元。
2.主流GPS芯片
GPS芯片主要由射频电路、软件(固件)及存储器、处理器三部分组成。
既然配合笔记本电脑使用的主要是非独立式GPS，那么我们在此将重点介绍SiRF的芯片产品。
（1）SiRFstarⅢ
SiRF芯片在2004年发布了最新的第三代芯片SiRFstarⅢ(GSW 3.0/3.1)，使得民用GPS芯片在性能方面登上了一个顶峰，灵敏度比以前的产品大为提升。这一芯片通过采用20万次/频率的相关器(Correlators)提高了灵敏度，冷开机/暖开机/热开机的时间分别达到42s/38s/8s，可同时追踪20个卫星信道。2005年推出的最新非独立式GPS接收机很多都采用了这一芯片。
我们强烈推荐用户购买配备这一芯片的产品。采用这一芯片的部分产品如下：
- Fortuna SlimGPS -蓝牙
- Globalsat BR-355 USB
- Globalsat BT-338-蓝牙
- Globalsat SD-502 SDIO
- Guidetek GS-R238 (Holux子品牌) -蓝牙+USB
- Haicom 303iii CF
- Haicom 305iii CF
- Haicom BT405iii -蓝牙
- Holux GR-213 USB
- Holux GPSlim 236 -蓝牙+USB
- Leadtek 9553/L/X -蓝牙
- Leadtek 9825 -蓝牙
- Royaltek RBT-2001-蓝牙
（2）SiRFstarⅡe 和SiRFstarⅡe/LP
SiRFstarⅡe 是第一块高性能的GPS芯片，发布于2002年。SiRFstarⅡe/LP(GSW2.3)是SiRFstarⅡe的低功耗版本。两者都采用1920次/频率的相关器，冷开机/暖开机/热开机的时间分别达到45s/35s/8s，可同时追踪12个卫星信道。应该说，这2款芯片的指标已经可以满足日常应用需求，在2003年至2004年推出的非独立式GPS产品大量采用这2种芯片。
（3）SiRF XT2和Xtrac
SiRF XT2芯片在SiRFstarⅡe/LP的基础上增加了名为Xtrac的软件功能，通过追踪分析较弱的卫星信号来增强定位能力，在室内、车内等信号较弱的地方有一定作用。
在信号较弱的情况下，Xtrac可以增强GPS的定位能力。但是，Xtrac有时会因为判断弱信号失误而导致定位误差加大，甚至会导致定位信息错误，这点在高速行驶中表现明显。
总而言之，Xtrac是一个优点和缺点并存的技术，既没有SiRF公司宣传的那样功能强大，也不会造成很多问题。
目前SiRF公司又宣布推出SiRFPrima最新导航芯片
这个芯片可以既可以利用GPS卫星定位，也可以利用伽利略定位系统进行定位。除了定位功能外，SiRFPrima还提供音频、视频回放功能等功能。SiRFPrima芯片可以处理高分辨率3D画面，支持WinCE和Linux平台。
值得欣慰的是最近我国也研制成功中国卫星导航芯片“领航一号”
据了解，“领航一号”芯片是由上海复控华龙微系统技术有限公司负责研发的。这种芯片将替代“北斗”系统内的国外芯片，打破了国外GPS垄断的局面。在性能上，“领航一号”的体积大大缩小，高性能，但功耗却大大降低。
之 GPS的种类介绍
1.非独立式GPS
笔记本电脑使用的GPS接收机有蓝牙、CF(Compact Flash)、USB等3种接口，配合PDA使用的还有SDIO接口的。这些GPS没有显示屏，不能独立使用，通过NMEA协议标准将定位信息提供给计算设备。这些非独立式GPS的制造商大多是新兴的电子设备制造商，很多知名制造商都来自中国台湾省，如长天科技(Holux)、丽台科技(LeadTek)、光展科技(brtgps)等。
2.GPS Mouse
USB接口的GPS接收机也被称为GPS Mouse，价格最便宜。GPS Mouse把GPS模块、天线和串口/USB口转换芯片集成在一起，通过一段1～1.5m的线缆连接到笔记本电脑的USB口。USB接口既可以传递GPS定位信息，也可以向GPS模块供电。GPS Mouse非常适合笔记本电脑车辆导航，但是不适合步行时使用。在车辆导航时，GPS Mouse可以放到车外并吸附到车顶上，最大限度地接收GPS信号(优质的汽车玻璃含有金属成分以抵挡紫外线，会降低GPS信号强度)。
3.CF口GPS
CF口GPS主要是为PDA设计的，不过现在的PDA越做越小，已经逐渐放弃CF口而改用SD口。CF口通过转接卡可以接入笔记本电脑的PCMCIA接口，因为没有线缆连接，使用起来比USB接口更为方便，优势主要体现在步行使用中。在车用导航时，CF口GPS可以通过外接天线实现GPS Mouse灵活摆放的特性(通过把天线摆放到合适的位置以接收到足够强的GPS卫星信号)。当然，CF口GPS的价格也略高，一般在500～600元。
4.蓝牙GPS
蓝牙GPS接收机是2005年的明星，通过无线连接笔记本电脑、PDA甚至智能手机都非常方便，又可以实现灵活摆放的特点，因此受到了用户普遍欢迎。由于蓝牙标准本身就有模拟串口的功能，所以在电子地图兼容性方面也比较好，不过有时也有不兼容问题。
5.独立式GPS
其实，最早的民用GPS都是可以独立使用的GPS设备。这类设备又可以分为手持式、车载式，有独立显示屏用于显示地图或航点航迹信息，大部分有集成的电子地图功能(俗称地图机)，体积一般也比较大，价格从1000～9000元不等，功能差异很大。独立式民用GPS最著名的2家供应商都来自美国，分别是高明(Garmin)和麦哲伦(Magellan)，在国内可以买到他们的产品。此外还有欧洲的TomTom在车载GPS领域中比较著名。
独立式GPS一般也具有数据接口和笔记本电脑进行连接，接口大多为串口，部分采用USB口或蓝牙接口。这些接口的主要目的并不是为了把定位信号实时传递给计算设备，而是为在GPS设备和计算机之间复制航迹和地图等信息，因此在连接笔记本电脑传递定位信息时都不太方便。笔记本电脑已经很少配备串口，因此连接串口需要串口/USB口转换器，并安装驱动程序把USB接口模拟成串口。
现在，有越来越多的PDA厂商加入独立式GPS的阵营，推出集成GPS接收机和电子地图的产品。尽管在应用上PDA GPS和传统的独立式GPS地图机很接近，但是这些产品都是通用的处理器、操作系统和电子地图软件，在架构、功耗、坚固性和防水性等方面也明显有别于传统独立式GPS。
之 购买GPS需要知道的GPS性能指标
1、卫星轨迹： 这里有24颗GPS卫星沿六条轨道绕地球运行（每四颗一组），一般不会有超过12个卫星在地球的同一边，大多数GPS接收器可以追踪8～12颗卫星。计算LAT/LONG（2维）坐标至少需要3颗卫星。再加一颗就可以计算3维坐标。对于一个给定的位置，GPS接收器知道在此时哪些卫星在附近，因为它不停地接收从卫星发来的更新信号。
2、并行通道： 一些消费类GPS设备有2～5条并行通道接收卫星信号。因为最多可能有12颗卫星是可见的（平均值是8），这意味着GPS接收器必须按顺序访问每一颗卫星来获取每颗卫星的信息。 市面上的GPS接收器大多数是20并行通道型的，这允许它们连续追踪每一颗卫星的信息，12通道接收器的优点包括快速冷启动和初始化卫星的信息，而且在森林地区可以有更好的接收效果。一般20通道接收器不需要外置天线，除非你是在封闭的空间中，如船舱、车厢中。
3、定位时间： 这是指你重启动你的GPS接收器时，它确定现在位置所需的时间。对于20通道接收器，如果你在最后一次定位位置的附近，冷启动时的定位时间一般为3～5分钟，热启动时为15～30秒。
4、定位精度： 大多数GPS接收器的水平位置定位精度在2.93m～29.3m左右。
5、DGPS功能： 为了将SA和大气层折射带来的影响降为最低，有一种叫做DGPS发送机的设备。它是一个固定的GPS接收器（在一个勘探现场100km～200km的半径内设置）接收卫星的信号，它确切地知道理论上卫星信号传送到的精确时间是多少，然后将它与实际传送时间相比较，然后计算出“差”，这十分接近于SA和大气层折射的影响，它将这个差值发送出去，其他GPS接收器就可以利用它得到一个更精确的位置读数（5m～10m或者更少的误差）。 许多GPS设备提供商在一些地区设置了DGPS发送机，供它的客户免费使用，只要客户所购买的GPS接收器有DGPS功能。
6、信号干扰： 要给予你一个很好的定位，GPS接收器需要至少3～5颗卫星是可见的。如果你在峡谷中或者两边高楼林立的街道上，或者在茂密的丛林里，你可能不能与足够的卫星联系，从而无法定位或者只能得到二维坐标。同样，如果你在一个建筑里面，你可能无法更新你的位置，一些GPS接收器有单独的天线可以贴在挡风玻璃上，或者一个外置天线可以放在车顶上，这有助于你的接收器得到更多的卫星信号。
7、物理指标： 选购GPS设备时，大小、重量、显示画面、防水、防震、防尘性能、耐高温、耗电等物理指标都要考虑在内。
之 GPS技术格局前瞻
GPS导航手机将成为主流，并普及，GPS的设计越来越精致和时尚,个性，实用开始成为GPS在市场上立足的根本元素,还有一体化GPS等等.
手机上使用GPS功能模块也主要有两种方式：
1:手机本身内置GPS功能模块（以宇达电通Mio A700为例）
2:智能手机+外置GPS功能模块。
手机本身内置GPS功能的产品是今年最大的看点,还有那些有了手机还想配备GPS的.
由于手机的普及性及携带方便性，使得在手机上使用GPS功能变得非常方便。手机功能的越来越强大,这种方式的GPS定位功能也越来越来越好，但价格高同时产品的使用要有一点点电脑常识,使的那些没有电脑常识,同时也不想学习的贪官肯定不会选择这类产品,他们会用那些功能单一的,想任我游320,还有任我行(这类产品并不是不好,只是不在国内的很多功能没有.价格跟产品的价值很不平衡)
手机本身内置GPS功能的产品将会越来越多，目前有诺基亚N95,宇达电通Mio A700/ A701,惠普iPAQ hw6515、京瓷的A5502K等少数产品，价格也比较贵，功能集成也比较多，适合经济条件宽裕的朋友选购。我以A700为例给大家讲解.
这款集PDA,通讯、GPS定位自动导航功能于一体的智能手机神达A700，作为国内首款集通讯、GPS定位自动导航功能于一体的智能手机神达A700，外形上的大气、睿智，让所有见过的人们记忆深刻。同时A700以小巧至极的机体，内藏包括路线导航、通话、娱乐等的功能，从这点上看该机足够令人震撼。我们接下来看看A700的具体性能表现。很显然，神达A700的硬件配置极大强调了数据处理能力，其采用的Intel PXA 270 520Mhz CPU(这是一个很重要指标,望大家买别的机器是看一看)，无论是运算能力还是多媒体性能以及省电设计方面都是英特尔最先进技术的应用。而同时，A700的内存分配也达到128MB ROM/64MB RAM，更趋于合理。对于GPS定位导航性能，A700内置有第三代SiRF Star III GPS模块(这个模块是确定GPS收星的效果) 硬件到现在是一款很不错的产品了,我来看看他的导航软件是由深圳凯立德定制而成，不过地图除了大陆部分，还增加了香港板块，方便了到那边游玩的旅客使用。
而智能手机+GPS模块中，目前比较有代表性的手机也逐渐多了起来，比如诺基亚的7610和6680、索尼爱立信的P910c、摩托罗拉的A780、多普达的585等，都是不错的产品。这些产品价格不贵（多在3000元到4000元），适合有一定经济条件的朋友选购。
与PDA相似，手机上使用的外接GPS模块也需要使用专门的接口与手机相连，目前绝大部分是蓝牙接口（这种连接方式可以省下宝贵的手机插卡口，在扩展卡上安装地图软件）。它们采用的芯片与PDA的GPS模块基本相同，我们主要从以下两个方面考虑对它们的选择。
连接稳定性：既然是蓝牙GPS模块，自然离不开蓝牙的连接，相对于PDA来说，手机对连接稳定性的要求更高一些。虽然各家采用的蓝牙芯片很相似，但成型的产品却要接受兼容性稳定性的考验。
电池能力：对于蓝牙GPS模块的玩家来说，电力的持续性是非常重要的，所以这个因素也是考虑的重点。HOLUX 230和ACORE AG-600都是内置锂电池，RIKALINE 6030和LEADTEK 9537都是可更换锂电池，NAVMAN用3节5号干电池，HAICOM 401S用的是NOKIA的手机锂电池。可以看出，最优的电池解决方案还是HAICOM 401S，电池很容易购得又便宜，NAVMAN 4400次之，干电池可不便宜，3颗金霸王的也要12元，一块锂电池也就15元~20元。至于电池的持续导航时间，GR-230在7个小时左右，RIKALINE 6030和LEADTEK 9537的相当6个多小时，ACORE AG-600在10个小时左右，而HAICOM 401S最长在12个小时左右，这得益于它的大容量1600mAh的电池和GPS芯片的低功耗。值得一提的是，ACORE AG-600的电池采用日本的高性能电池，可以在零下25度低温条件下工作，这对那些冬天比较寒冷的地带是有必要的。
安装和使用
在手机上使用GPS功能很简单，首先我们要拥有一款智能手机，并且支持蓝牙连接和扩展存储卡，并将它们连接好。
然后，需要在手机上安装一款GPS导航软件和地图。需要说明的是，由于智能手机有操作系统的区别以及兼容性问题，所以在选购智能手机和GPS导航软件的时候，都要提前确保您要安装的软件可以运行在您的手机上。我们建议购买Smartphone和PocketPC系统的智能手机，软件兼容性会好一些。
最后，我们需要在智能手机上安装导航软件和地图；然后建立智能手机与蓝牙GPS模块的连接；最后运行软件，稍等一会儿后导航软件会发现卫星，这时智能手机就可以开始为您提供导航服务了，就可以提供GPS导航功能了。

GPS模块

GPS模块
GPS模块就是集成了RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，并加上相关外围电路而组成的一个集成电路。目前GPS模块的GPS芯片大部分还是采用全球市占率第一的SiRFIII系列为主。由于GPS模块采用的芯片组不一样，性能和价格也有区别，采用SIRF三代芯片组的GPS模块性能最优，价格也要比采用MTK或者MSTAR等GPS芯片组的贵很多。
（采用双芯片解决方案，即射频芯片和基带芯片。前者涵盖了射频接收、发射、频率合成和功率放大等功能，后者则包含了模拟基带和数字基带功能，分别实现信号处理和协议处理。）
常见问题
　　1。GPS模块的20通道是什么含义？
　　GPS模块有一个通道数量的参数，例如20通道，它表示该模块最大可以同时和16颗卫星建立通讯，模块只有同时收到3颗以上卫星信号后，经过复杂运算后才能获得正确的定位数据，如果同时通讯的卫星颗数越多，模块就能越快越准确地获得定位数据，在地球表面上一般的城市环境下通常可以同时和4～11颗卫星同时通讯。　
　　2。GPS模块为什么开机后很长时间才能获得定位数据？
　　　GPS模块有冷启动，热启动和暖启动（现在的技术基本上已经将该冷启动和暖启动两模式参数做得非常接近，从而就逐步取消了暖启动）三个参数，如果GPS模块初次通电，或者移动超过500公里后通电时，模块要重新计算一次星历数据，一般正常情况下达伽马GPS模块只需要30多秒钟就能正常定位（这就是冷启动），S-87具有内置纽扣电池，可以将星历数据存储在模块内部，当下次模块工作的时候可以很快速的定位，一般像S-87只需要1~3秒就可以实现新的定位，那这种定位就叫做热启动，如果模块断电时间超过4小时，内部RTC没有实时供电，那么再一次的开机也相当于冷启动。
　　3。如果出现长时间无法冷启动定位时怎么办？
　　　那么就需要检查GPS天线摆放位置是否在一个开阔的环境下，能否读取到GPS模块输出的GPS数据？GPS数据中的GSV语句里面可以观测到GPS卫星信号状态？从这些方面就可以判断具体问题在什么地方！ 达伽马GPS模块可以每秒输出一次：$GPGGA $GPGSA $GPGSV $GPRMC的定位数据，我们通常用$GPRMC精简数据输出这条信息，这条信息包含了目标的：经度、纬度、速度（海里/小时）、运动方向角、年份、月份、时、分、秒、毫秒、定位数据是有效的还是无效的这些重要信息，　GPS模块的芯片大部分还是采用全球市占率第一的SiRFIII系列为主，SiRFIII芯片是20通道，实时解算能力强。该部分模块供应商市面上很常见：正原，环天，Ublox等等
附加常见的GPS模块规格书：
　　S-98系列GPS模组整合灵敏度高，功耗低，sirfⅲ芯片组解决方案，在紧凑的设计里。可将同时追踪多达20颗卫星，并迅速确定，1 Hz导航更新。广泛应用于如掌上电脑，个人数字助理，导航器，手机，电脑或其它的电池操作的导航系统。
基本参数
　　接收 全球定位系统接收器类型20个频道， L1的频率，1.023兆赫芯片速度， C / A码1.023兆赫芯片速度
　　水平定位精度 < 2.5m ，< 2.0m (WAAS)，（ 50 ％ ， 24小时静态的， - 130dbm ）
　　速度精度 < 0.01米/秒（高速）<0.01° (heading)，（ 50 ％ @ 30米