輔助全球定位系統(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。當勘測級專業接收器(survey-grade receiver) 接上移動電話使用的平板天線時，出現了很多個定位間距(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域，路口的地方)。這是由于城市環境的信號比較微弱。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像是舊金山、紐約、芝加哥、上海、臺北、東京新宿之類地區，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GPS(survey grade GPS)，在安裝同樣的小型天線后，我們在舊金山金融區做測試。勘測級專業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 是無法獲取信號的。要能夠在這種嚴峻的環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，事實上在城市環境中，低成本接收器比起傳統接收器，以及新型、動輒上千美元的勘測級專業接收器(survey-grade receiver)卻毫不遜色。

　　我們已經看過GPS 消費市場規模超過了預期，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(但是目前還無法做到，在現階段，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 產品的衛星信號都很差。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 手機協助定位) ，當然還有GPS+蘇聯導航衛星系統(GLONASS)、羅盤、日本準天頂衛星系統(QZSS)和歐洲伽利略系統。

　　舉例來說，近年來大多數智能手機、上網本等具有劃時代意義的類似產品，都配備GPS 以及Wi-Fi，而且許多配備了3G 網卡，所以如果GPS 科技發展出包含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。