北斗導(dǎo)航定位精度小于1米，突破國(guó)外壟斷開(kāi)啟國(guó)際化進(jìn)程

【導(dǎo)讀】：北斗導(dǎo)航芯片技術(shù)取得了突破，打破國(guó)外壟斷產(chǎn)業(yè)鏈觸手可及，據(jù)悉北斗導(dǎo)航定位精度小于1米，這樣的精度讓北斗導(dǎo)航正式列入世界前列。

在“十二五”規(guī)劃中，衛(wèi)星導(dǎo)航被列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，相關(guān)部門(mén)針對(duì)行業(yè)應(yīng)用發(fā)展也制定了衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的具體推進(jìn)措施和目標(biāo)，包括交通運(yùn)輸部和農(nóng)業(yè)部在內(nèi)的8個(gè)部委和多個(gè)地方政府出臺(tái)了強(qiáng)制或鼓勵(lì)發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航/北斗系統(tǒng)的“十二五”規(guī)劃細(xì)則。

為扶持北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)和國(guó)內(nèi)企業(yè)的發(fā)展，國(guó)家在政策上扶持的力度會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)，包括制定中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃、強(qiáng)制安裝、推動(dòng)實(shí)施北斗示范應(yīng)用項(xiàng)目、加大關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)費(fèi)用的投入等多個(gè)方面；從資金支持來(lái)看，國(guó)家在2015年之前還準(zhǔn)備投入70個(gè)億，扶持芯片、板卡、天線、終端和系統(tǒng)集成、應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

填補(bǔ)國(guó)產(chǎn)高性能導(dǎo)航芯片的空白！

打破國(guó)外導(dǎo)航領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)壟斷！

隨著北斗全球組網(wǎng)的鋪開(kāi)，北斗系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)入了向規(guī)?；⒋蟊娀腿蚧l(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。北斗對(duì)國(guó)家安全應(yīng)用領(lǐng)域的全面部署具有重大意義，軍用、警用、應(yīng)急等方面均涉及的北斗導(dǎo)航產(chǎn)品的應(yīng)用。然而，北斗芯片作為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中的核心關(guān)鍵基礎(chǔ)器件，目前亟需掌握核心技術(shù)的芯片企業(yè)，發(fā)揮自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)高性能的北斗導(dǎo)航芯片，推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新發(fā)展。大眾化高精度（定位精度達(dá)到亞米級(jí)）40nm射頻基帶一體化SoC北斗（多模兼容）導(dǎo)航芯片產(chǎn)品一旦開(kāi)發(fā)成功，將填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)高性能導(dǎo)航芯片的空白，解決了制約北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)軍民大規(guī)模應(yīng)用的重大瓶頸。

近年來(lái)北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)導(dǎo)航芯片雖然取得了突破性的進(jìn)展，然而離“小體積、低功耗、低成本、高可靠性”的軍民應(yīng)用要求仍然有相當(dāng)大的差距，這也是制約北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用的重大瓶頸。本項(xiàng)目將突破此瓶頸，全面解決制約北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)大規(guī)模應(yīng)用的重大技術(shù)難點(diǎn)，采用40納米的國(guó)際先進(jìn)工藝，達(dá)到亞米級(jí)的定位精度。這將打破了國(guó)外廠商對(duì)導(dǎo)航定位領(lǐng)域高、新、尖及關(guān)鍵技術(shù)的壟斷，加速推動(dòng)了我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)的國(guó)際化進(jìn)程。

順應(yīng)高精度定位技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)！

普及軍民多用途大眾應(yīng)用市場(chǎng)！

本項(xiàng)目目標(biāo)市場(chǎng)是基于以衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為主的需要高精度定位場(chǎng)合的軍民兩用大眾應(yīng)用市場(chǎng)、行業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)和特殊應(yīng)用市場(chǎng)等。大眾應(yīng)用市場(chǎng)主要包括智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、平板電腦、車(chē)載導(dǎo)航、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)等。行業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，包括精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、安全監(jiān)控、測(cè)繪、氣象等、形變監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。特殊應(yīng)用市場(chǎng)主要涉及軍用、警用、應(yīng)急等。

大眾應(yīng)用市場(chǎng)、行業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)和特殊應(yīng)用市場(chǎng)等10米級(jí)標(biāo)準(zhǔn)定位精度已經(jīng)不能適應(yīng)人們的需要，人們更希望能提供到亞米級(jí)精度的定位。以軍方作戰(zhàn)為例，戰(zhàn)士采用亞米級(jí)高精度定位終端佩掛在身上，而戰(zhàn)士就在敵方戰(zhàn)略目標(biāo)旁，指揮中心知道戰(zhàn)士具體位置后，可精確打擊敵方目標(biāo)，避免炮火誤傷戰(zhàn)士。再以消防為例，戰(zhàn)士去火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，指揮中心可通過(guò)戰(zhàn)士佩帶的亞米級(jí)高精度定位終端了解其當(dāng)前位置，實(shí)時(shí)指揮。民用市場(chǎng)以車(chē)載為例，采用定位誤差為10米的芯片，只能確定一個(gè)大體位置；而如果采用高精度亞米級(jí)芯片，就可以精確定位到車(chē)道，這對(duì)交通是具有很大實(shí)用性的。再以可穿戴手表為例，在鬧市大街上搜尋佩可穿戴手表的智障，聾子，如果采用存在10米誤差的可穿戴手表，搜尋者很可能找錯(cuò)人或者走錯(cuò)街道。而如果是亞米級(jí)的可穿戴手表，那么就很容易確定目標(biāo)。

高精度定位正成為國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)及其應(yīng)用的熱點(diǎn)和趨勢(shì)。人們對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航定位精度具有依賴性和貪婪性，習(xí)慣于10米定位精度的希望獲得亞米級(jí)定位精度，而習(xí)慣于厘米/毫米級(jí)定位精度的也不再愿意回到米級(jí)定位精度。本項(xiàng)目通過(guò)成功研制北斗射頻一體化高精度導(dǎo)航芯片，達(dá)到與世界頂級(jí)企業(yè)在中國(guó)及國(guó)際市場(chǎng)同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)的目的。利用國(guó)內(nèi)在應(yīng)用需求方面的優(yōu)勢(shì)，與國(guó)內(nèi)在相關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面具有優(yōu)勢(shì)的企業(yè)合作，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的翻身，為中國(guó)成為科技強(qiáng)國(guó)做出貢獻(xiàn)。

帶動(dòng)全國(guó)北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)百億增長(zhǎng)！

推動(dòng)導(dǎo)航與位置服務(wù)國(guó)際化進(jìn)程！

按照中國(guó)全球定位系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2011 年我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模在750 億左右，預(yù)計(jì)到2020 年將達(dá)到4000 億，10 年增長(zhǎng)5倍，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到20%。其中北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模2011 年只有15 億左右，主要為北斗一代系統(tǒng)，隨著北斗二代完成亞太地區(qū)組網(wǎng)，預(yù)計(jì)到2015 年將達(dá)到200 億的市場(chǎng)規(guī)模，到2020 年，北斗導(dǎo)航市場(chǎng)規(guī)模將占到衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模的20-30%，即800-1200 億元，10 年增長(zhǎng)20倍，年均復(fù)合增長(zhǎng)率到達(dá)55%，北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)未來(lái)增長(zhǎng)空間巨大，我國(guó)北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)正處在爆發(fā)期。

目前北斗模塊售價(jià)在100元左右，隨著北斗ICD文件發(fā)布，國(guó)外GPS芯片廠商進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)后，支持GPS和北斗的芯片價(jià)格將大大降低?；诒卷?xiàng)目的研究成果開(kāi)發(fā)的BDS+GPS多模SoC芯片產(chǎn)品計(jì)劃在2018年產(chǎn)品面市時(shí)，價(jià)格定位在25元左右，直接搶占GPS的市場(chǎng)，并逐年調(diào)低市場(chǎng)售價(jià)進(jìn)一步推廣到全球應(yīng)用。隨著后續(xù)市場(chǎng)容量的不斷擴(kuò)大、北斗全球系統(tǒng)建設(shè)的完善，BDS+GPS雙模應(yīng)用將會(huì)在全球得到廣泛應(yīng)用、呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。據(jù)分析， 本產(chǎn)品2018年銷(xiāo)量可以達(dá)到100萬(wàn)片以上，銷(xiāo)售額可達(dá)2000萬(wàn)元人民幣；到2019年實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售500萬(wàn)片，年銷(xiāo)售額超過(guò)8500我萬(wàn)元人民幣；同時(shí)，根據(jù)此類(lèi)產(chǎn)品的生命周期一般為4～5年，我們預(yù)測(cè)到2021年開(kāi)始將會(huì)有新的升級(jí)產(chǎn)品出現(xiàn)，屆時(shí)，本產(chǎn)品銷(xiāo)售將會(huì)略有下滑，2021年銷(xiāo)售額下滑到4000萬(wàn)，2022年下滑到1000萬(wàn)元，至此，本產(chǎn)品將會(huì)被完全替代，將實(shí)現(xiàn)累計(jì)銷(xiāo)售超過(guò)1.5億。集成電路位于產(chǎn)業(yè)鏈的最上游，其發(fā)展可間接帶動(dòng)軟件、材料、化工、精密儀器等等一系列行業(yè)發(fā)展。按照“1元集成電路產(chǎn)值帶動(dòng)10元電子產(chǎn)品產(chǎn)值和100元國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)”測(cè)算，到2020年，將間接帶動(dòng)上海15億元電子產(chǎn)品產(chǎn)值和150億元國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。

“小體積、低功耗、低成本、高可靠性”

完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，亞米級(jí)的定位精度！

本項(xiàng)目將研發(fā)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、面向軍民應(yīng)用的北斗多模SoC高精度導(dǎo)航芯片。

下圖給出了大眾化高精度北斗衛(wèi)星導(dǎo)航芯片的總體架構(gòu)和外圍電路情況，它主要由射頻（RF）、基帶（BB）、微處理器（MCU）、RAM、ROM、由電池供電的BBRAM、實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）和溫度傳感與記錄儀等功能模塊組成。通過(guò)引腳，SoC芯片可以接收來(lái)自外部的差分GNSS、輔助GNSS、慣導(dǎo)MEMS和WiFi等數(shù)據(jù)輸入，也可向外部輸出NMEA定位結(jié)果和自定義調(diào)試等信息。此外，該芯片還配備一個(gè)8路連續(xù)波干擾抑制硬件模塊，支持不同信號(hào)場(chǎng)景下的多種低功耗運(yùn)行模式，具備溫度傳感和記錄等功能。

大眾化高精度北斗衛(wèi)星導(dǎo)航芯片通過(guò)外部的通信功能，接收國(guó)家北斗高精度地基增強(qiáng)網(wǎng)提供的差分GNSS誤差校正數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)差分RTD定位，定位精度可達(dá)亞米級(jí)。該芯片存在BGA和QFN兩種封裝形式，封裝尺寸為5mm*5mm，管腳接口與國(guó)內(nèi)外主流北斗導(dǎo)航芯片兼容，具有體積小、功耗低、成本低的特性，可滿足大眾化民用領(lǐng)域以及軍用領(lǐng)域的要求。

大眾化高精度北斗衛(wèi)星導(dǎo)航芯片是一個(gè)完整的自包含系統(tǒng)，對(duì)它的應(yīng)用只需要極少的外圍器件，該芯片具有容易應(yīng)用和低外部組件成本（BOM）的優(yōu)點(diǎn)。下圖是本項(xiàng)目將開(kāi)發(fā)的基于大眾化高精度北斗衛(wèi)星導(dǎo)航芯片的北斗多模高精度導(dǎo)航定位模塊的框架，只要外部提供北斗GNSS射頻信號(hào)和1.7～1.9VDC電源就能運(yùn)行，具有與國(guó)內(nèi)外主流導(dǎo)航模塊接口兼容的24只引腳和標(biāo)準(zhǔn)尺寸16x12.2x2.4mm，進(jìn)一步簡(jiǎn)化、加快軍民客戶對(duì)其的應(yīng)用。

基于大眾化高精度北斗衛(wèi)星導(dǎo)航芯片和模塊，可面向標(biāo)準(zhǔn)精度市場(chǎng)，為大眾化應(yīng)用提供更高精度的服務(wù)，可廣泛應(yīng)用于定位精度高、體積小、功耗低的場(chǎng)合，如個(gè)人終端（手機(jī)、平板電腦等）、車(chē)載設(shè)備、可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人機(jī)、交通、軍隊(duì)裝備、農(nóng)業(yè)、國(guó)土、林業(yè)、物流、電力、電信、航海、工程勘察、測(cè)量測(cè)繪等。

項(xiàng)目性能指標(biāo)

本項(xiàng)目向國(guó)際一流導(dǎo)航芯片看齊，將全面解決導(dǎo)航芯片全模、高靈敏度、高可用性、國(guó)際主流的40nm芯片工藝、射頻基帶一體化、大規(guī)模應(yīng)用等難題，突破制約北斗大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸，提升北斗全模導(dǎo)航性能，突出北斗性能，搶占技術(shù)制高點(diǎn)，確立國(guó)內(nèi)第一、國(guó)際一流的衛(wèi)星導(dǎo)航芯片技術(shù)及性能優(yōu)勢(shì)地位，以帶動(dòng)北斗芯片產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

主要技術(shù)性能指標(biāo)：

●靈敏度 捕獲 -145dBm（BD非GEO）

跟蹤 -165dBm（BD非GEO）

重捕獲 -160dBm（BD非GEO）

●TTFF 冷啟動(dòng)32秒 溫啟動(dòng)30秒 熱啟動(dòng)1秒

●RTD定位精度《1米，普通定位精度 2.5米 CEP

●在弱/檔信號(hào)情況下支持RTD/MEMS無(wú)縫、緊性組合導(dǎo)航

●功耗穩(wěn)定跟蹤狀態(tài)下80mW