在過(guò)去十年中，GPS定位已經(jīng)從主要由專業(yè)人員使用的專用高端技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄�費(fèi)者日常使用的一種技術(shù)。這種轉(zhuǎn)變是具有GPS功能的兩代器件在大眾化設(shè)備中普及GPS定位功能的結(jié)果。本文將討論下一個(gè)令人興奮的GPS發(fā)展階段，它能解決用戶經(jīng)常在最需要的時(shí)候無(wú)法獲得GPS定位信息的問(wèn)題。

　　在過(guò)去十年中的早些時(shí)候，出現(xiàn)的第一代設(shè)備是配件市場(chǎng)中的個(gè)人導(dǎo)航設(shè)備(PND)，它以大眾化的價(jià)位實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)彎提示導(dǎo)航功能。發(fā)展第二階段的標(biāo)志是智能手機(jī)的出現(xiàn)。今天的智能手機(jī)可以提供各種定位功能，并且主要依賴GPS功能實(shí)現(xiàn)精確的定位和轉(zhuǎn)彎提示導(dǎo)航應(yīng)用。具有GPS功能的智能手機(jī)不僅將轉(zhuǎn)彎提示導(dǎo)航應(yīng)用擴(kuò)展到了行人、騎車者和司機(jī)，而且能夠向任何智能手機(jī)應(yīng)用提供定位能力，從當(dāng)?shù)夭宛^位置到“生動(dòng)的”星座圖，甚至增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。除了智能手機(jī)外，在其它消費(fèi)產(chǎn)品中也出現(xiàn)了低成本定位技術(shù)，比如可以給照片增加地理標(biāo)簽的照相機(jī)。但如果室內(nèi)、城市中心或樹蔭環(huán)境中的GPS性能局限能夠克服的話，這種應(yīng)用的影響和范圍還可以得到極大的擴(kuò)展。

　　智能手機(jī)的出現(xiàn)還導(dǎo)致發(fā)生了消費(fèi)者不能立即覺(jué)察到的變化。在調(diào)查組成現(xiàn)代手機(jī)和智能手機(jī)的元器件后會(huì)發(fā)現(xiàn)兩大明顯的主要趨勢(shì)。第一個(gè)趨勢(shì)是將多個(gè)功能合并進(jìn)單個(gè)集成電路(IC)后的芯片的普及。通常我們稱之為“組合芯片”，目前市場(chǎng)上有許多組合，包括WiFi、藍(lán)牙和GPS；另外一個(gè)趨勢(shì)是基于MEMS的傳感器的廣泛使用。在過(guò)去幾年中，MEMS技術(shù)的發(fā)展使得在手機(jī)平臺(tái)中集成多個(gè)低成本的MEMS傳感器成為可能。例如，目前許多智能手機(jī)都包含三種運(yùn)動(dòng)傳感器——MEMS加速度計(jì)、電子羅盤和MEMS陀螺儀，當(dāng)這些傳感器一起使用時(shí)，可以提供手機(jī)的線性和角度位置、速度和加速度的精確跟蹤。目前為止MEMS傳感器基本上還是獨(dú)立的芯片，每個(gè)芯片完成單一功能，但未來(lái)趨勢(shì)是將運(yùn)動(dòng)傳感器合并和集成為單個(gè)封裝，再加入足夠的處理能力，就可以智能地整合來(lái)自各個(gè)獨(dú)立傳感器的數(shù)據(jù)，并直接向應(yīng)用提供有意義的運(yùn)動(dòng)矢量。

　　MEMS傳感器的使用使得移動(dòng)手機(jī)平臺(tái)第一次能夠測(cè)量與平臺(tái)位置以及實(shí)際移動(dòng)有關(guān)的參數(shù)。這類測(cè)量經(jīng)常被稱為“慣性測(cè)量”。在GPS和無(wú)線電導(dǎo)航領(lǐng)域中慣性測(cè)量(或INS—慣性導(dǎo)航系統(tǒng))的使用是出了名而且成熟的。慣性導(dǎo)航經(jīng)常用于在無(wú)線電導(dǎo)航很難或不可能完成的環(huán)境中改善無(wú)線電導(dǎo)航性能或作為補(bǔ)充。GPS接收機(jī)也會(huì)遇到這種情況，比如在人口密集的市中心、地下或室內(nèi)。

　　圖1：將GPS和運(yùn)動(dòng)傳感器功能組合在一起可以改善用戶體驗(yàn)。

　　了解兩種定位方法之間的區(qū)別很重要。GPS或無(wú)線電導(dǎo)航通過(guò)測(cè)量距多個(gè)已知發(fā)射器的距離(或延時(shí))來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)接收機(jī)位置的三角測(cè)量。因此，GPS接收機(jī)每次執(zhí)行測(cè)量后都會(huì)直接計(jì)算移動(dòng)接收機(jī)的位置。無(wú)線電導(dǎo)航接收機(jī)中的這種直接位置測(cè)量方法的缺點(diǎn)是單次測(cè)量的誤差會(huì)很大，有時(shí)甚至達(dá)到數(shù)十米，因此接收機(jī)通常要使用動(dòng)態(tài)估計(jì)算法(如卡爾曼濾波器)將誤差減小到可接受的水平。

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