为基于位置的应用选择精确、高能效的GNSS接收机的技巧

个人导航只是依赖美国全球定位系统（GPS）的众多应用之一，该系统为GPS接收器提供地理位置和时间信息。从绘制森林和海底地图到帮助农民收割田地，这些技术正在使各行各业受益。鉴于基于位置的产品可以像珠宝一样小，也可以像航空航天导航系统一样大，因此选择具有正确特性的全球导航卫星系统（GNSS）RF接收器IC需要仔细考虑。

GPS 由三个部分组成：

空间，由24颗运行卫星组成的标称星座组成，这些卫星传输单向信号，提供当前的GPS卫星位置和时间

控制，全球监测和控制站确保卫星保持在适当的轨道上

用户，由GPS接收设备组成1

在GPS系统中，无线电信号从卫星传输到地球上或附近的接收器。在任何给定时刻，卫星的位置都是已知的。从接收器到每颗卫星的距离或“范围”可以根据来自该卫星的无线电信号的传播延迟来计算。一旦知道到几个参考点（即卫星）中的每一个的距离，就可以计算接收器的空间坐标。

GNSS 接收器处理卫星广播的信号，然后确定用户位置、速度和精确时间 （PVT）。典型的 GNSS 接收器包括：

天线

可选的外部低噪声放大器 （LNA），可在天线附近提供低噪声放大

可选 SAW 滤波器，用于抑制干扰器

温控晶体振荡器

射频前端 IC，用于对 GNSS 信号进行放大、下变频、滤波和采样

基带数字信号处理器 （DSP）。该DSP通常在FPGA中实现，用于实时接收器，输出导航消息（NAV）位和载波相位和代码相位等信息。

基带处理器子系统，用于执行所有数学计算，以计算导航解决方案、解释 NAV 消息并应用校正2

当然，要使GNSS提供精度，即使卫星信号受到某种干扰或其他直接视线误差的影响，接收器也必须能够获得“良好的位置读取”。导致误差的因素包括从卫星时钟到电离层和接收器噪声的所有内容3.目标应用及其性能、精度和功耗的影响应决定GNSS接收机的选择。例如，需要高精度定位的应用将受益于支持多个频率和多个星座的接收器。通过访问来自多个星座的信号，多星座接收器可以减少采集时间，提高位置和时间精度，并最大限度地减少反射信号的多路径误差。对于智能珠宝等可穿戴设备，向佩戴者的紧急联系人发送带有位置数据的警报，GPS接收器前端底层IC的重要特性包括低噪声、低功耗和小尺寸。可靠性也至关重要，因为GPS坐标中的任何类型的误读或突然断电都可能导致潜在的严重后果4.智能珠宝通常由电压可高达1.5V（氧化银和碱性电池）的微型电池供电。底层电子设备应在这些电池电压限制内工作，同时耗散很少的功率。让我们考虑一下这些微型设备的接收电子设备中的低功耗LNA。LNA获得非常低电平的信号，不会对信噪比（SNR）造成任何实质性下降，也不会引入失真。其功耗等于电源电压乘以静态电源电流。由于GPS调谐器没有输出负载，当信号从天线传输到GPS调谐器时，LNA的功耗保持一致。功耗越低，智能珠宝的电池寿命越好5.

满足多种需求的
GNSS接收机IC MAX2771是多星座、多频段GNSS接收机，用于需要高精度定位的应用。在单个芯片中，该接收器覆盖E5 / L5，L2，E6和E1 / L1频段以及GPS，GLONASS，伽利略，QZSS，IRNSS和北斗导航卫星系统。该芯片集成了完整的接收器链（包括双输入LNA和混频器）、滤波器、可编程增益放大器（PGA）、多位模数转换器（ADC）、小数N分频频率合成器和晶体振荡器。其总级联噪声系数低至1.4dB。由于它具有片内单芯片滤波器，因此无需外部IF滤波器。该接收器非常适合便携式电子设备，例如笔记本电脑、数码相机、远程信息处理以及车辆跟踪和车队管理系统。

对于智能珠宝、可穿戴设备和其他小型便携式电子产品，可以使用MAX2679和MAX2679B GPS/GNSS 超低电流LNA。该 IC 支持 GPS L1、Galileo 和 GLONASS，可实现高增益和低噪声系数，同时最大限度地提高折合到输入端的 1dB 压缩点和 3RD-订单截点。MAX2679仅消耗1mA电源电流，噪声系数为0.95dB，而MAX2679B仅消耗650μA电流，噪声系数为1.03dB。

谁能想到，像一件珠宝这样小的东西可以用来通知指定的联系人紧急情况——佩戴者的位置？导航、地图和位置跟踪在个人层面上使我们受益，也为各行各业带来福音。借助正确的 GNSS 接收器技术，您的 GPS 应用可以走很长的路。

审核编辑：郭婷