GSP车载行车速度测试技术研究+文献综述(6)
3.2 GPS模块
3.2.1 GPS芯片的选型
基于课题背景，我们选用的GPS目的是为了测量车辆行驶的速度，而涉及到对速度的采集和想微控制器的传输过程。在此所测得的速度信息是为了提供给疲劳预警仪以作调节灵敏度的参考，GPS的刷新率对我们来说并不是特别重要，当汽车在告诉高速公路上行驶时，速度的变化并不会太明显，所以在选型时在同样能满足刷新率的情况下选择便宜的GPS芯片。
GPS(global positioning system)是全球定位系统的简称，能提供全天候的定位、授时、测速功能。GPS已被广泛应用于航天、航空、航海、运输、测量、勘探等诸多领域。随着数字大规模集成电路的发展和定位功能需求，GPS已经开始更多地嵌入到移动手持设备、消费电子产品中。
核心芯片是GPS系统的关键部分之一，核心芯片的优劣在很大程度上决定了不同GPS产品的性能差异，芯片技术直接关系到GPS产品的技术指标和未来发展走向。GPS未来市场容量的巨大吸引力使得芯片产业得以快速发展，目前已有十余家厂商推出了GPS芯片。2005年7月，西安华迅公司推出了国内第一块GPS芯片，2006年中国科学院微电子研究所也成功开发出了两款GPS基带soc芯片。但国内企业、研究机构的GPS芯片在性能上与国外产品有很大差距，现有的芯片市场基本上还是国外几大厂商占据，这其中影响较大的有sirf、garmin、u-blox、摩托罗拉、索尼、富士通、nxp、 nemerix、unav等厂商，sirf、u-blox尤其引人注目。
成立于1997年的瑞士u-blox公司是知名的GPS系统专业制造公司，凭借其GPS模块的出色导航性能和优良品质，u-blox在全球GPS模块市场上的占有率是最高的。u-blox公司本身是欧洲GPS委员会及伽俐略制定委员会的委员，参与欧洲的整个GPS项目及伽俐略产品的标准制定及产品的研发工作，目前是欧洲最大的GPS供应商。u-blox公司最初采用sirf公司的GPS芯片来生产模块，使用过sirfstari/lx 和 sirfstariie芯片集。从第三代产品开始，u-blox开始使用自己的芯片。u-blox第三代及第四代的芯片由u-blox公司设计芯片、ip内核及软硬件架构，由atmel公司代工生产芯片组。但从第五代ubx-g5及以后的GPS芯片组，不再由 atmel公司代工生产。
由于车载行车测速方面要求实时性，意着首先GPS的冷启动和热启动都不应太长否则将影响测速的精度。GPS的通道数要多，这样就能同时收到3颗以上的卫星信号，经过复杂运算后才能获得正确的定位数据和速度数据，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速度数据。
u-blox公司于2006年9月25日在美国GPS行业电子展会上正式宣布ubx-g5芯片组已经开发完毕，该系列芯片采用了全新设计架构，其性能已经接近GPS理论设计的极限(GPS的芯片组理论设计极限灵敏度为-162dbm，冷启动27s)。u-blox g5不同于以往的u-blox的GPS系列芯片，仍然采用与第四代产品相同的封装，但软硬件的架构完全改变。u-blox g5有以下5个显著特点。
(1).有等效超过1 000 000个相关器的并行通道，灵敏度由原来的-158dbm提升到不低于-160dbm；
(2).功耗不大于50mw；
(3).同时支持GPS及伽利略两种定位平台；
(4).冷启动时间由原来的34s缩短到冷启动29s，加上agps辅助定位技术，室外冷启动可在1s之内；
(5).GPS通道数目由第四代的16通道增加至第五代50个通道；
(6).集成天线短路检测功能，可外接天线开路检测电路；
(7).提供多种接口：UART，USB，I2C；
LEA-5 是第五代定位引擎u-blox 5 产品，这个预留有GALILEO 功能的GPS 定位引擎，接收GPS L1 C/A 码信息，具有50 个通道（32 通道高性能捕获引擎和超高精度18 通道跟踪引擎）、一百多万个相关器，捕获性能小于1 秒(TTFF)，SuperSense 技术令其捕获跟踪灵敏度可达到-160dBm, 具备KickStart 功能可实现微弱信号加速启动，抗干扰能力强，定位更新速率达到4Hz，定位精确度为2.5CEP。