羅玳珊
衛星全球定位系統（GPS：Global Position System）似乎是個愈來愈普遍的應用，在這樣的趨勢下，是否意味著這類產品的門檻並不高？對此，u-blox台灣區總經理江敏楠表示，單以低階應用來看，製造GPS的門檻並不高，但若要進入高階市場，符合軍事定位、商業追蹤、車用導航、工業品管的要求，則必須兼顧首次定位時間（TTFF：Time to First Fix）與定位精準度（Acquisition），亦要避免多重反射干擾（multi-path）等因素，則並非易事。
圖一：u-blox台灣區總經理江敏楠認為，該公司所推出的u-blox5應該是到今年底為止，在消費市場上業界最高規格之產品。目前，包括：歐洲的賓士、BMW、Audi，美國的通用（GM）、福特（Ford）等車廠，均已建置其產品。（攝影：羅玳珊）
縮短定位時間
大體而言，u-blox的GPS應用可分為三大市場：一、車用（automotive）：導航（navigation）、汽車定位（automatic vehicle location）、交通控制與道路收費（traffic control and road pricing）；其中，道路收費部分，主要是透過GPS定位偵測車流量，諸如北京奧運等情境，便可採取此一應用。二、行動終端（mobile terminal）：可攜式導航裝置（PND：Portable Navigation Device）、定位服務（LBS：Location Base Service）、以及安全（Security）應用。三、基礎建設（Infrastructure）。
江敏楠指出，一般的GPS產品，定位時間約在三十八至三十九秒左右，且若受到多重反射干擾影響，還可能造成定位飄移，不斷重新設定路徑；但若要提升精準度，則會拉長TTFF的時間雖然儘管對軍規、商規、車規、工規產品來說，TTFF與精準度必須同時兼顧；但在消費產品市場上，如果能夠以更短的時間進行定位卻更重要，對於精準度的要求，相對不如前述應用為高。而該公司的產品，號稱可達到在冷開機（cold start）的情況下，達到二十九秒的TTFF。
至於TTFF技術的關鍵，在於縮短處於室外首次無下載定位資料的冷開機時間，亦即縮短GPS接收器推算星曆資料（所有衛星的軌跡資料）製作時刻的參考時間（ephemeris）是否過期、以及開機後完成第一次定位所需之時間。一般來說，晶片大廠多藉由陀螺儀和測速線，調整方向與速度，確保定位精確度。此外，在接收靈敏度上，目前部分GPS晶片大廠驗證後的實際值，約可達-160dBm。
說到這裏，不妨先回頭看看GPS的運作原理──主要係利用基本的三角測量原理，若要獲得二度空間定位（經緯座標），至少要同時接收到三顆衛星的訊號；但若要獲得三度空間定位（經緯座標與高度），則最少要同時接收到四顆衛星之訊號。其中，每個衛星不斷地發送關於目前時間、衛星位置、以及諸如年曆（almanac）和星曆（ephemeris）等六大相關數據訊息。
一般來說，接收平均每個數據資訊須六秒時間，但若有烏雲飄過都會影響而須重抓一筆，則又是六秒的時間；換算起來，便是至少要三十六、七秒的定位時間。而以TTFF來說，有相當程度取決於接收器的接收靈敏度，以及可見衛星的數量、每個衛星訊號的強度、衛星在天空中的分佈、接收器對天空的視角。然而，若是在訊號較弱的城市高樓間隙或室內等環境中，某些情況便可能需要幾分鐘的時間才能計算出位置，但這對於LBS或緊急呼叫（E911）來說，是難以接受的，於是有了輔助型GPS（A-GPS）來強化TTFF。
對此，江敏楠更宣稱，以SiRF為例，其定位時間約須二十九秒；但以其u-blox5而言，其設計方式是僅擷取前三個數據做為定位資訊，而可使其定位時間最多縮短至十八秒。此外，針對慣性導航（dead rekoning）方面，則在開放空間無干擾之情況下，u-blox5的CEP可達百分之九十五誤差值不超過二點五公尺，而這點對於車機廠商來說是極為重要的一項；
雙效合一
某方面來看，GPS應用已不僅侷限在高階的軍事定位、商業追蹤、車用導航、工業品管等領域，消費性可攜式GPS裝置競爭正日趨激烈。然而，GPS晶片技術發展也逐步走向複雜且細緻，如何兼顧TTFF與定位精準度，同時又必須滿足對價格高度敏感的消費市場需求，則是GPS未來能否持續擴張影響力的關鍵。
但是，不讓美國的GPS專美於前，歐盟各國也決定自行發展另一套衛星定位系統伽利略計畫（Galileo Project）；該系統將可與美國GPS系統相容，以民用為主，同時具有更高的定位精準度（其定位精確度可達1公尺，遠高於GPS的5∼10公尺）與訊號覆蓋範圍。此計畫在二○○五年發射第一顆衛星，預計於二○一一年完成三十顆衛星系統建置，但服務則預估可在二○○八年開始，而將於二○ 一二至二○一三年全面開放。
不過，GPS係以微波訊號傳送定位資料，但若要整合同性質但各自獨立的Galileo系統，則必須在晶片設計上，提高通道（channel）數，並加強校正（correlator）技術的輔助效能，避免大量的定位資料造成壅塞而延長TTFF的時間，以加強定位資料的運算能力，並提高動態定位每秒輸出資料速度。正因如此，各家GPS晶片廠商莫不積極追求射頻（RF：Radio Frequency）晶片與追蹤導航演算法的提升；同時，為了能夠接收順暢，晶片模組還要進一步強化降低雜訊與功耗、提高靈敏度（sensitivity）、避免環境中的多重反射干擾、以及降低shaving等障礙。
而在GPS應用日受重視的情況下，以及伽利略全球衛星定位系統預計在二○一三年全面開通，對台灣廠商來說，值得注意的是，據估計，此系統的開發與應用，二○一○年將有十七億五千萬歐元之產值，到二○二○年時更可達三十六億歐元產值。不過，搭載GPS模組的終端裝置，會由何者勝出？可攜式導航裝置（PND：Portable Navigation Device）？行動電話手機？還是其他諸如MID等行動連網裝置？而這些裝置又是否會發生互相取代的效應？都是值得觀察的趨勢。
關於u-blox
在衛星全球定位系統（GPS：Global Position System）業界，不容否認的，SiRF所擁有的知名度，遠勝於許多其他業者。而總部設在瑞士，成立於一九九七年，迄今已有十一年的u-blox，從軍事定位、商業追蹤、車用導航、工業品管等GPS起家的u-blox，原本並沒有GPS晶片，而僅供應GSP模組。在這種情況下，u-blox一開始與SiRF乃是合作夥伴的關係，直到STAR3系列之後，由於該公司鎖定高階市場，乃尋求與愛特梅爾公司（Atmel）的合作，供應市場GPS模組產品，ANTARIS 4便是那段時期之產品。至於其現有客戶，如：高通公司（Qualcomm）便用以做為車隊管理（Fleet Management）之用。
然而，到了兩年前，u-blox調整與的合作關係，也開啟了該公司的自行研發之路，u-blox5隨之誕生。u-blox台灣區總經理江敏楠更指出，此乃首款發表支援伽俐略系統（Galileo）之產品。而該公司也自去年第四季開始，從高階產品向下發展，進入行動電話手機等消費電子產品市場。 |
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