卫星导航芯片技术发展趋势分析

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1、卫星导航芯片技术发展趋势分析雷创，王党卫（中国电子科技集团公司第二十研究所，西安710068）摘要：本文在介绍卫星导航产业发展的基础上，重点分析了国外卫星导航芯片及其相关技术的发展，并针对国内芯片发展现状，探讨了我国卫星导航芯片的发展思路。关键词：卫星导航芯片；集成芯片；多模芯片；辅助GPS定位中图分类号：V557文献标识码：A文章编号：1674-7976-（2012）03-160-05AnalysisonTechnologyDevelopmentTendencyofGNSSChipLEIChuang,，WANGDangweiAbstract：Basedo

2、nthedevelopmentofGNSSindustry,thedevelopmentoftheGNSSchipabroadandthecorrelationtechniqueareanalyzedinthispaper.Finally,inviewofthedevelopmentstatus,thedevelopmentthreadofGNSSchipinChinaisdiscussed.Keywords：GNSSChip;IntegratedChip;MultimodeChip;AGPS卫星导航应用产业已成为当今国际公认的八大无线电产业之一，是继蜂窝

3、移动通信和互联网之后的全球第三个IT经济新增长点[1]。在军事领域，卫星导航已从当初的为军舰、飞机、战车、地面作战人员等提供全天候、连续实时、高精度的定位导航，扩展到成为目前精确制导武器复合制导的一种重要技术手段。在民用领域，卫星导航已经与人们的生活息息相关，应用之处更是不胜枚举，诸如船舶远洋导航和进港引水、飞机航路引导和进场降落、汽车自主导航定位、地面车辆跟踪、城市智能交通管理、紧急救援、追踪目标、个人旅游及野外探险等。全球卫星导航系统（GNSS）是所有卫星导航定位系统的总称，又称天基PNT系统，是整个卫星导航产业链中最基础和必不可少的部分。2020年前

4、，全世界将有四大全球导航卫星系统：现有的美国的GPS和俄罗斯的GLONASS，欧盟计划2014年建成的Galileo和我国正在建设的COMPASS，呈现出以GPS为主（其市场规模占全球的90％以上）、其他三家各有特色的“一家领先，三家加速跑”的格局。此外，多种星基增强系统（SBAS）正在被建设和完善，例如，美国联邦航空局（FAA）、欧洲和日本分别提出了WAAS、EGNOS和MSAS系统来增强现有的GPS和GLONASS系统的导航性能，多卫星导航及其增强系统共存的局面已经形成。卫星导航产业是一个完整的全球性产业，主要产品结构如图1所示。其中，最受关注及与相关

5、企业关系最密切的是终端产业链。卫星导航系统终端产业链相关的厂商大致可以分为3类：第一类是芯片厂商（Broadcom（博通）、SiRF（瑟浮，已被英国CSR公司收购）、U-Blox、TI（德州仪器）、Qualcomm（高通）、ST（意法半导体）等）；第二类是模块厂商（Trimble（天宝）、Motorola（摩托罗拉）、Rockwell（罗克韦尔）以及中国台湾的Holux（长天）、Royaltek（鼎天）、Leadtek（丽台）等）；第三类是终端厂商（Garmin（佳明）、TomTom（汤姆汤姆）、Trimble、Leica（徕卡）、Rockwell等）。收

6、稿日期：2012-03-25。尽管厂商林立，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；Trimble则是全球GPS模块的老大；Garmin在独立式GPS终端设备中占据半壁江山，Garmin公司很像IT领域的IBM，从地图软件到GPS设备、再到核心芯片，是一个产业垂直集成的公司。2国外技术发展趋势芯片的优劣很大程度上决定了卫星导航产品的性能，芯片技术直接关系到产品的技术指标和未来发展走向。目前卫星导航芯片正向小型化、低功耗、高灵敏度、单芯片化、多模化（GPS/GLONASS/其它系统的兼容型）、以及导航

7、芯片与通讯、多媒体和辅助GPS定位技术（AGPS）融合的集成化等方向发展，卫星导航芯片接受方案也发生着由纯硬件到纯软件的多样性变化。2.1工艺技术的变化卫星导航接收机小型化和低功耗要求的不断提高以及集成电路工艺的不断改进，导航芯片组的主流设计工艺已从传统的GaAs、BiCMOS工艺技图1卫星导航产业主要产品结构术向CMOS技术转变。CMOS工艺具有成本低廉、1芯片及信号处理简介易于与基带集成的优点。SiRF公司的第二代芯片采用BiCMOS技术，从第三代开始就采用CMOS工艺。SiRFstarIIIGSD3具有20万个相关器件，采用90nm的RF芯片是卫星导

8、航应用产业的核心部件，芯片的关键技术主要包括接收信号的射频（RF）