北斗芯片主要用于接收和解决北斗卫星的信号频率,包括北斗信号B1、B2和B33个频段,北三个频段公开B1I、B1C、B2a、B2b和B3I五个公共服务信号。导航芯片通常由射频(包括天线、低噪声放大器和混频器)组成GPS专用相关器、核心处理器等),以及后端应用部分构成。其中射频部分对微弱的模拟信号进行接收、滤波、放大、变频,其性能决定了后续信号处理的效果。基带部分实现对码信号的解算,其中相关器模块实现对码信号的读取。北斗芯片的性能、功耗和价格决定了北斗导航系统的功能差异及其在终端应用中的价值。
北斗二代射频芯片开发商主要有北京广嘉、西安华讯、广州润芯(海格通信)、振芯科技等。海格通信、北斗星通、振芯科技、合众思壮、中海达、华力创通等公司都是北斗三号芯片的参与者。截止2020 28年支持北斗3号 纳米工艺射频基带一体化SoC芯片已广泛应用于物联网和消费电子领域。22支持双频双模 纳米北斗导航定位芯片已完成各种关键性能的验证,并已进入量产阶段。截至2020 年底,国内北斗兼容芯片和模块销量已超过1.5 季度出货量超过1万部 万片。
北斗芯片是卫星信号接收终端产品的核心设备。板卡是由导航芯片、外围电路和嵌入式控制软件制成的板级产品,可分为测量板卡和导航板卡:
测量板卡(cm精度):测量后数据处理需要复杂的定位算法,技术难度远高于导航板卡,预计未来国内产品价格低于国外产品。
导航板卡(米级精度):主要用于实时数据处理,对定位算法要求低,受量价比影响大。具有导航芯片生产能力的企业具有成本优势,主要由整机厂家自主开发。
此外,北斗终端产品还需要一个特殊的天线来接收北斗卫星信号。从极化来看,可分为垂直极化和圆极化;从放置的角度来看,可分为内置天线和外部天线。目前,北斗天线大多为右旋极化陶瓷介质,其组成部分为:陶瓷天线、低噪声信号模块、电缆和接头。
北斗终端分为专业终端产品和消费终端产品,包括高精度测绘终端、授时终端,主要用于军事等领域,精度要求高,价格昂贵,也是北斗导航系统的最早应用;后者包括车辆导航、监控、信息服务等各种导航终端。北斗导航系统在未来消费终端中的广度和深度取决于产品价格的下降和技术的进步。
据中国卫星导航定位协会统计,2020年北斗工业市场规模超过4000亿元。主要消费市场和行业应用市场包括智能手机(约762亿元)、乘用车导航仪(包括前后,约500亿元)、自动驾驶舱(约135亿元)、道路运输车辆监控市场(约112亿元)。
北斗应用是指基于全球卫星导航系统提供导航、定位、授时等基本信息服务及相关行业应用服务。定位(Positioning),是指能够根据用户规定的实时要求,准确确定二维或三维位置和方向的能力。导航(Navigation),是指能够根据用户的实时要求确定当前位置和目的地位置(相对或绝对),并参考地理和环境信息,纠正路线、方向和速度,到达任何位置。授时(Timing),是指能够按照用户规定的实时要求,从一个标准(如世界协调时)(UTC))能够获得并保持准确和准确的时间。
从应用市场的角度来看,北斗应用分为特殊市场、工业市场和大众市场。特殊市场主要包括军事、公安、防灾、减灾等领域;工业市场包括交通、农林渔业、智慧城市等;大众市场主要包括导航(汽车)、社交娱乐、体育健康等。
车辆高精度定位是实现智能交通和自动驾驶的必要条件,卫星定位是车辆高精度定位的关键技术之一:定位信息是确保车联网业务安全的基本要素之一,定位精度也是V2X定位服务中最基本的要求。高精定位的关键技术包括卫星定位(GNSS)、传感器配合高精度地图、蜂窝网定位和同步系统GNSS是最基本的定位方法。
在大多数车联网应用场景中,精确定位通常需要通过各种技术的融合来实现,包括GNSS、无线电(如蜂窝网、局域网等)、惯性测量单元、传感器和高精度地图。GNSS/INS 结合卫星导航定位系统,组合导航系统(GNSS)惯性导航系统(INS)提高高精度的优点GNSS 提供连续、高精度的导航信息(位置、速度和姿态),逐渐成为该领域的主流技术路径。
卫星高精度定位的另一个消费细分市场是可穿戴设备。消费者越来越重视体育健康,增加了对智能手镯、智能手表等可穿戴设备的需求GNSS定位精度也在增强。精确定位有助于加强可穿戴设备的使用体验。
北斗芯片作为北斗产业链中最重要的基北斗产业链中最重要的基础设备,决定了整个北斗产业的未来。整个北斗产业链中实力雄厚的企业大多是从芯片、板块到终端、系统的完整产品布局,如北斗星通、海格通信等。AspenCore分析师团队选择了10家具有代表性的北斗芯片开发商,每家公司选择了中国工程师最喜欢的10家北斗芯片的芯片产品。欢迎读者通过微信投票选择你最喜欢的北斗芯片。
NebulasIV UC9810 新一代射频基带和高精度算法与芯星通集成GNSS SoC芯片,采用22nm低功耗技术集成射频前端,高性能多模GNSS模块,如基带处理器和嵌入式微处理器。该芯片可支持与北斗兼容的1408通道GPS、GLONASS、Galileo、QZSS 全系统全频点适用于各种高精度定位和导航领域,如无人机、割草机、精准农业、测量测绘、智能驾驶、电信授时等。NebulasIV现有完全兼容GNSS 全系统全频点技术 RTK 定位定位和高频输出技术,及时联合抗干扰技术,具有集成度高、性能高、功耗低、尺寸小等特点。
NebulasIV UC9810具有以下功能特点:
射频基带与厘米级高精度算法一体化
支持1408 包括北斗3号在内的全系统全频点信号可以跟踪通道 B1C、B2a、B2b 等
支持 B2b-PPP,水平精度:10 cm,高程精度:20 cm(收敛时间 10 min)
高集成度、小尺寸只需要 12 x 16 mm 与上一代模块布板面积相比,节省了布板面积 80%
22 nm工艺,300 mW 与市场主流产品相比,超低功耗降低功耗 75%
内置 2G 双核 CPU,数据更新率超强 100 Hz
支持全系统全频点片 RTK 定位和多天线定向/测姿
符合车规 AEC-Q100 Grade 2。
海豚三号是全系统全频点北三号全功能导航SOC芯,具有小尺寸和超低功耗设计的特点,可提供毫米定位精度。它支持所有民用频点信号和所有民用频点信号,包括北斗全球系统的新信号SBAS支持惯性器件组合导航、北斗三号、北斗基础增强网功能的信号RNSS和RDSS信号体制。
海豚三号具有以下功能特点:
采用先进的艺术技术
?持BDS/GPS/GLONASS/GALILEO全系统全频点信号系统和北三号信号系统
具备全球短报?通信、位置报告及指挥功能
?持SBAS星基增强信号接收和定位解决方案
?假差定位和载波相位差定位
抗带窄带、突发和欺骗
?矩阵加速器
海豚三号集成多路独集成信号处理通道主研发的?性能硬件加速器持100HZ级别的?精度定位和?上通导组合的导航芯。采?原创的海豚”?具有复杂环境下抗窄带的扰探测和抑制算法干扰和抗欺诈?扰能?。在?区、城市峡、在复杂电磁环境等恶劣条件下,通过抗多径、抗遮挡、抗?在复杂的环境中实现持续有效的定位。
GK9501是新一代高性能、高集成、低功耗、低成本的多模卫星定位导航芯片 GPS/北斗/GLONASS/GALILEO /QZSS/SBAS。该芯片采用40纳米工艺,集成射频基带DC/DC、LDO、射频前端、低功耗应用处理器RAM、Flash存储、RTC支持电源管理等 TCXO或Crystal 通过纽扣电池或法拉电容输入RTC、备份 RAM 减少首次定位时间。该芯片还支持与其他外设连接的多种方式,如UART、I2C、SPI或GPIO。
HD9300系列全系统全频点RTK厘米级北斗GNSS导航定位SoC芯片高度集成GNSS接收芯片,基于新的CynosureIII多系统多频差分技术用于架构。除了支持新一代北斗三号信号系统外,该芯片还支持国内双频北斗的高精度导航定位芯片。它支持世界有民用导航系统,RTCM协议、多系统、多频原始观测输出集成RTK该技术通过接收基站校正数据可达厘米级定位精度,具有智能干扰检测和动态过滤干扰的特点。 HD9300系列适用于智能驾驶、无人机、精准农业、机械设备控制等应用领域。
GM4622是高度集成的BD2-B1、B2、B3、GPS L1以及GLONASS L双通道多模全频点射频接收芯片,支持双通道同时或独立工作。通过调整输入匹配和SPI单通道可实现任何导航频点的射频接收。该芯片集成了低噪声放大器、镜频抑制混频器、可调滤波器、可变增益放大器、锁相环、低压差线性稳压器等模块。采用单端射频输入、模拟和数字中频输出,只需少量外围元件即可工作,集成度高,体积小。此外,可选择芯片的高低本振;62MHz时钟可内部输出,也可由外部提供输入。
GM4622具有以下性能特点:
功耗低:3.3V三温试验下的工作电压;
双通道同时工作电流小于80mA;
单接收通道工作电流小于455mA;
p>体积小:QFN48L塑料封装,6mm(长)×6mm(宽)。该芯片供电电压1.8V~3.3V,内核电压1.2V,用户可根据实际情况选择电压,降低功耗;芯片的窄带抗干扰干信比达到65dB以上;芯片内部集成FUSE模块,可实现芯片内部寄存器配置,省去外部单片机。
该产品可广泛应用在带北斗RNSS功能的各类整机终端。
启梦MXT2708A是梦芯科技基于自研GNSS基带和射频技术,采用40纳米工艺设计研发的高性能基带射频一体化芯片。该芯片可支持所有已部署的全球卫星导航系统,同时可实现单芯片同时接受BDS/GPS/GLONASS三系统卫星信号,从而有效提升定位性能,包括灵敏度、首次定位时间、定位精度等。
MXT2708A支持多种卫星导航系统,可实现单系统独立和多系统联合定位,支持辅助快速定位和差分数据增强,能够在复杂应用环境中快速精确定位,可满足各种导航定位产品的需求。
该芯片具有如下功能特性:
40nm CMOS基带射频一体化
单系统/多系统联合定位模式
高灵敏度设计
支持AGNSS辅助定位
Smart Suppress抗干扰技术
支持RTD算法(可选)
支持RTK算法(可选)
支持精密授时(可选)
支持组合导航算法(可选)
工业级标准
MXT2708A可广泛应用于交通、渔业、水文、气象、林业、救援、通信、电力等行业的监控、导航、授时服务,以及消费类车载导航、手机导航、人/物追踪、登山探险、智慧旅游、无人机、自动驾驶等领域。
“天琴”LyraII是合众思壮自主设计研发的新一代基带芯片,用于多星座GNSS基带信号的处理。该芯片采用55nm设计工艺,支持1100个全兼容通道,可处理全星座全频点卫星信号。天琴二代芯片全面支持北斗三号全信号,支持L-Band信号接收,可支持“中国精度”星基增强。此外,该芯片内置抗干扰技术,可实现带内外干扰信号的检测和抑制,满足各种高精度应用的需求。
“天琴”二代芯片主要特点如下:
完全自主知识产权;
55nm设计工艺;
1100个全兼容通道;
全星座全频点覆盖;
支持北斗三号全信号体制;
低功耗设计;
“天鹅”抗干扰技术;
丰富的接口设计。
该芯片适用于测量测绘、形变监测、精准农业、航空航海、数字化施工、自动驾驶、无人机、移动GIS、智能交通等各种高精度应用领域。
OTrack-128是联星推出的新一代北斗卫星导航芯片,采用32位高性能ARM嵌入式处理器,内置BDS/GPS/GLONASS/Galileo算法引擎的基带模块,集成DMA控制器,USB1.1设备和其他相关IO外围设备,其尺寸小(12mmx12mmx1.25mm),工艺先进,封装灵活,支持陶封和塑封,抗干扰能力强,最多能消除12个窄带干扰。
OTrack-128A是一款高性能北斗卫星导航基带SIP芯片,通过SIP的方式集成OTrack-128裸片、SPI-FLASH和SDRAM,实现更优的板级设计及更高的集成度。可与多种设备实现互联,适应多种场合的应用,提供独立导航功能的单芯片解决方案。
OTrack-128具有如下功能特性:
支持长码、民码;支持长码直捕;支持RDSS
通道数:捕获32 通道,跟踪192 通道
热启动时间:≤ 1 秒
冷启动时间:≤ 35 秒
重捕时间:≤ 1 秒
三维定位精度:≤ 10 米
测速精度:≤ 0.2 米/ 秒
授时精度:≤ 20 纳秒
OTrack-128/OTrack-128A芯片可实现多模多频导航,支持频点BDS B1/B2/B3、GPS L1/L2C/L5、GLONASS F1/F2、Galileo E1/E5,支持BDS RDSS 业务以及A-GNSS。具有高灵敏度、高动态、抗干扰功能。
HBP2012卫星导航基带芯片能同时接收BDS、GPS、GLONASS、北斗RDSS信号,实现多系统多频组合定位和短报文通信,能够捕获和跟踪北斗精密测距码,适应高动态载体需求。该芯片通过软件配置可满足高精度、高灵敏度、高动态等用户机应用需求,也可满足北斗短报文通信指挥机应用需求。
HBP2012具有如下功能特点:
单芯片支持RDSS S/L ,RNSS B1/B2/B3,GPS L1,GLONASS F1 七频功能
单芯片实现多系统、多模式、多频组合定位和短报文通信
支持RDSS指挥机功能,支持B1,B3频点 Q支路直捕
具备窄带抗干扰、转发式抗干扰功能
支持高动态应用
接收通道数:RNSS 跟踪80通道/RDSS跟踪10通道
功耗:峰值功耗600mW,单通道平均功耗50mw
封装方式:BGA,尺寸大小:14mm×14mm×1.3mm
TD1030是一款高性能多模基带射频一体化G N S S芯片,片上集成射频前端、数字基带处理、电源管理器、3 2 位微处理器,以及各种外设通信功能。T D 1 0 3 0 支持多种卫星导航系统, 包括 B D S、G P S、G L O N A S S、Q Z S S以及卫星增强系统 S B A S, 具有小尺寸、低成本、低功耗,高性能等特点。
该芯片具有如下功能特性:
40nm工艺基带射频一体化
支持BDS、GPS、GLONAS S系统
pin-to-pin 兼容主流GPS芯片
QFN 5mm×5mm-40PIN 提供ROM及flash不同封装版本
支持A-GNS S,支持D-GNS S,支持星历推算
支持DR组合导航(可选)
内置LNA功放电路
符合车规级,通过AEC-Q100认证
标准1PPS和可编程TIME-MARK输出
丰富外设接口:UART/SPI/I2C/GPIO