隨著衛星定位應用日益普及，用戶對於系統的定位精度、可用性及更好的連續性產生更嚴格的要求；而除了最早的美國全球定位系統、俄羅斯全球導航衛星系統，歐盟也提出伽利略計畫，擬在2008年建成伽利略衛星定位系統；而大陸也甫於2002年完成北斗一號系統的建置，衛星定位導航系統號角聲再度響起。
隨著衛星定位應用日益普及，用戶對於系統的定位精度、可用性及更好的連續性產生更嚴格的要求；而除了最早的美國全球定位系統、俄羅斯全球導航衛星系統，歐盟也提出伽利略計畫，擬在2008年建成伽利略衛星定位系統；而大陸也甫於2002年完成北斗一號系統的建置，衛星定位導航系統號角聲再度響起。
衛星定位系統已是發展相當成熟的技術，檢視目前晶片廠商的動態，可發現其共同發展重點有兩大方面，在前端射頻部分，如何改善解析度與靈敏度讓訊號接收得更好，以及如何使軟體的解碼工作最佳化，以縮短其搜尋訊號的時間；此外，該如何抵抗外在環境的干擾問題，使其在一定的訊號強度值之下仍能維持正常的訊號接收，在在考驗晶片廠商的智慧。
一般衛星定位系統所用的是中軌道衛星，所謂中軌道是指高度在1,000～10,000公里的衛星，衛星在軌道運行時，基於力學原理會產生離心力，同時，為了維持在軌道上運行而不掉落，離心力須能與地心引力平衡。而衛星的動力主要來自太陽能發電及核能發電，然太陽能電池有其壽命，為了維持電池的壽命，又要抵抗地心引力，衛星發射的訊號不能過強，微弱的訊號很容易遭受建築物或其他障礙物遮蔽，因此訊號干擾問題便成為衛星定位系統先天上的限制，也進而衍生出使用行動基地台或其他輔助性系統定位的方式，以補強其室內定位能力的不足。
GPS晶片小型化
過去GPS接收器體積很大，且接收訊號的能力有所限制。在此情況下，相關應用只能局限在軍事用途或其他特殊目的應用。如今晶片組已經做得更小，而訊號接收能力也大為改善，能抵抗城市環境裡的雜訊與干擾，GPS技術也正逐漸導入消費性電子產品中。瑟孚(SiRF)總裁兼執行長Michael Canning(圖1)指出，該公司已開發包括高速照相機雷達探測器、位置服務(Location-based Services, LBS)數位相機，內建電子地圖的車用導航裝置、位置服務遊戲控制台和個人安全追蹤器等應用。
以AGPS晶片切入市場的德州儀器，去年起其衛星定位系統解決方案已全面單晶片化，支援數位射頻處理(Digital Radio Frequency Processing, DRP)技術，採用CMOS製程及數位技術簡化射頻訊號處理，可減少約50%的電路板空間、矽晶片面積和耗電量，以GPS5300為代表。德州儀器半導體行銷業務經理李原榮(圖2)表示，該公司未來的行動連結產品線將以小型化、低成本與省電性三大主軸為發展方向。不過基於美國的E911法案，使車用導航系統已被汽車廠列為未來導入的標準配備，行動電話等可攜式消費電子產品也都必須配備AGPS導航功能，但因為技術發展的延遲，至今投入的廠商仍為少數。
開機時間長一向是GPS最為人詬病的問題，從數十秒至十幾分鐘不等，而AGPS平均大約需1分鐘即可完成。就定位精確度而言，GPS的定位誤差約為50公尺，AGPS則縮短為5～10公尺，能求得更精確的位置。李原榮表示，該公司希望提供整合式、小尺寸的晶片，讓系統整合廠商能容易地整合至裝置內。
多合一GPS系統也成趨勢
北宸科技提供除了晶片以外的GPS解決方案，包括GPS模組、GPS引擎板(Engine Board)、有線接收器G-mouse、無線藍芽接收器及多合一的GPS系統。尤其專注於GPS模組與引擎板，北宸科技研發部協理王上銘(圖3)表示，該公司成立之初，根據各家廠牌晶片效能表現，選用新力的GPS CXD2951系列單晶片；而直至去年瑟孚StarIII推出，因效能表現也不亞於新力GPS晶片，今年也推出內建StarIII的GPS解決方案，目前該公司提供的GPS模組即以新力與瑟孚晶片為基礎。
王上銘表示，CXD2951晶片效能已足以應付一般的導航應用，不過其靈敏度較不佳，只要有遮蔽物或在室內空間，訊號接收能力比較差，相較之下，StarIII的靈敏度則略勝一籌；不過StarIII晶片價格則高於CXD2951，價差約為30～40%，搭載在GPS模組或引擎板的價差又更為懸殊。王上銘表示，除了GPS晶片，另一項GPS模組的關鍵核心為溫度補償振盪器(Temperature Compensated Crystal Oscillator, TCXO)，CXD2951的溫度誤差在2.5ppm，StarIII僅為0.5ppm。
軟體解碼能力改善模組體積與功耗
Trimble並非衛星定位系統晶片組廠商，在整個衛星定位系統產業鏈中，屬於中游的模組廠商，也就是設計所有的DSP、GPS編解碼，射頻、UR端的文件，PC介面，搭配GPS、RF及編解碼軟體使用，使訊號成為可用的資料。Trimble的GPS模組係採用uNAV的GPS晶片，專事訊號的收發與編解碼。以模組解決方案的角度而言，Trimble注重的是整個系統的效能表現值，包括接收靈敏度、消耗電流、包裝、製程技術等，目前這些環節仍有進步的空間，茂綸研發處處長楊游龍(圖4)表示，以往Trimble的模組尺寸較大，消耗功率也較高，多用於軍事、車用導航領域；發展至今，逐漸導入可攜式裝置，而由於可攜式裝置的尺寸愈發精巧化，GPS模組當然得縮減尺寸，瑞薩科技開發使用1GHz高速運算技術的可合成DSP核心才塞得進小巧的可攜式裝置，並能維持一定時間的使用。Trimble在GPS模組的尺寸與功耗有很大的改進，其關鍵技術在於解碼能力。Trimble早期耕耘軍用衛星定位導航領域，擁有豐富的經驗，能為GPS晶片提供解碼軟體，當接收器接收衛星訊號，必須經過GPS晶片上的CPU、解碼軟體運算後才能轉為正常有用的經緯度資訊。Trimble提供的衛星定位導航模組已可視為GPS的接收器，因為其能完成經緯度的運算，系統整合廠商只要加上其他電路、UBS介面等，即可與電腦連接使用、獨立使用或與其他可攜式裝置整合應用。
導航與娛樂系統整合成為利基市場
為求差異化，掌微將產品策略定位在導航及娛樂系統(Navigation Infotainment System, NIS)。由於GPS容易為遮蔽物所干擾，必須仰賴輔助性的系統或其他資訊，以引導至較為精確的位置。掌微亞太業務行銷總監江煥勳(圖5)認為，衛星定位導航不僅僅是追求GPS裝置的表現，該公司所定義的衛星定位導航包括導航、資訊和娛樂功能的提供。有別於一般衛星定位系統廠商，多數皆僅提供單一衛星定位導航單晶片，且一味強調該晶片的效能表現及靈敏度；掌微自4年前卻開始投入整合式衛星定位導航系統的開發，專注於導航及娛樂系統領域，倡導衛星定位導航與資訊結合的解決方案。由於掌微沒有基頻技術，因此將發展主力放在車用導航、可攜式導航裝置(PND)與旅遊夥伴(Travel Companion)市場，現階段尚停留於車用導航和可攜式導航裝置，江煥勳透露，下一步將發展旅遊夥伴的導航市場，因為旅遊夥伴與旅遊位置和娛樂資訊息息相關。
AGPS市場不如預期
因應美國E911法案的規定，AGPS成為衛星定位導航技術的當紅炸子雞，推廣的初衷是為了協助獨居老人等弱勢團體。AGPS即在GPS增加基頻定位功能，透過行動基地台計算出位置，再將位置資訊傳送到手機，或者利用手機接收訊號強度，計算出與基地台的距離，取得位置資訊，可大幅提高定位精確度。未來如果將AGPS應用在車用導航，透過GSM訊號，電信營運商隨時都能掌握車子的行蹤，一旦發生交通事故或其他意外，再將此資訊傳送給保安公司，能夠立即尋獲汽車位置，AGPS的應用可望愈發廣泛。
不過，以德州儀器推廣AGPS超過4年的經驗來看，雖然在北美市場出貨量已突破百萬，仍遠不及上億支的手機出貨量，根據該公司初始期望值，希望能達到10～20%的AGPS附加率(Attach Rate)，而實際只達2～3%，落差懸殊。李原榮認為，手機的螢幕較小，AGPS晶片必須克服尺寸、耗電以及天線的擺放設計等問題。而為了推廣AGPS市場，德州儀器提供AGPS晶片結合手機晶片的參考設計，重新設計天線擺放位置，克服收訊不佳的問題，讓手機製造商可更容易進行其他功能的設計，該公司預期今年可達5%的附加率。
以往Trimble以提供獨立式衛星定位導航設備或其他可攜式裝備的外掛模組為主，不過市場愈來愈傾向將衛星定位系統內建於裝置成為標準配備，尤其是手機等可攜式裝置，楊游龍認為，以可攜式多媒體播放器(PMP)而言，未來仍以多媒體播放功能為主，甚至可能具備無線通訊能力，但與手機還有一番廝殺戰；而手機雖然也有螢幕，能導入衛星定位系統功加以應用，不過其螢幕尺寸較可攜式多媒體播放器為小；此外，數位相機(DSC)也已加入戰局。值得注意的是，若要將衛星定位導航系統導入這3項裝置，必須面臨共同的電力消耗及尺寸大小的問題。Trimble從早期發展大尺寸模組，至今已能內置於可攜式裝置，以該公司最新發表的表面黏著式GPS模組Copernicus為例，體積僅為19毫米×19毫米×2.54毫米，重量只有1.7公克，在可攜式裝置市場上有很大的優勢，唯目前尚未有具體合作案。
掌微認為AGPS市場大餅還不夠大，截至今年底該公司都不會切入此一市場。江煥勳表示，影響AGPS發展有幾個重要關鍵，首先是商業模式是否建立，所謂商業模式包括付費機制的確立以及付費的流程，如果沒有良好、健全的商業模式，無法吸引消費者購買。這個現象頗似早期MP3播放器市場，雖然有許多廠商投入製造，市場遲遲無法如預期成長，直至蘋果電腦的iPod，將各環節整合，建立一套商業模式，MP3播放器市場才一下子蓬勃起來。雖然AGPS的立意與技術優勢相當吸引人，然而在電信業者尚未確立完善的商業模式之前，這塊市場還需要一段時間才會有所進展。為了彌補GPS的不足，掌微認為比較理想的解決方案是獨立存在(Autonomous)的GPS，具體作法是利用過去的歷史資料與目前接收的訊號進行比對，以推測所在位置。AGPS定位因為透過行動通訊基地台定位，使用者須要付費給電信營運商，江煥勳表示，該公司希望不只做到精準定位，而且提供免費服務。掌微也一直密切注意AGPS的發展，雖然目前還沒有發現這個市場的發展潛力，江煥勳認為，如果因應美國E911法案，AGPS手機市場可望在3年內起飛，不過，真正要發揮導航功能仍需更長的時間。因為AGPS手機的定位功能須收費，且礙於手機螢幕大小的限制，使用者觀看地圖資訊相當困難與不便，因此該公司今年仍將發展重點放在純導航的低價可攜式導航裝置市場。
由於AGPS市場尚未成熟，需與系統業者搭配，北宸仍處於觀望，不輕言投入的階段。不過為了克服GPS在室內定位不佳的問題，該公司藉由微機電技術(Micro Electro Mechanical Systems, MEMS)開發加速度感測器及陀螺儀等元件，根據物理特性，前者可依據行進中的實際車速，測得實際距離，後者則可依據轉彎角度推算出實際位置，因此，即使在收訊不佳的室內環境仍能定位，該公司稱此為盲點導航(Dead Reckoning)，王上銘表示，盲點導航的技術門檻比較高，目前已完成多項測試，預計今年底或明年初將會推出。相較於採用歷史資料庫比對的模式，王上銘認為，用於正常行進中的比對，此模式也許可行，一旦遇上交通意外或其他道路障礙，可能將與推算結果有所出入，該公司是依據現在正進行中的車速推算下一秒的位置，定位較為準確與符合實際情況。
支援不同定位系統坐大市場
衛星定位系統市場目前以美國全球定位系統(GPS)為主流，不過歐盟也提出伽利略計畫(Galileo)，由30顆衛星組成，預計將在2010年投入運行，由於較美國GPS涵蓋率更廣，對於GPS晶片廠商而言，其設計也將有所調整。
王上銘指出，衛星數量愈多不但可提高定位精準度，還能進一步刺激GPS市場，尤其北宸的產品線屬於晶片的應用端，該公司樂見其成，因為不同的定位系統將會讓衛星定位系統市場大餅愈做愈大，應用面愈發廣泛。且該公司本來即以歐洲市場為發展主力，如今歐洲將自行提出衛星定位系統，自是希望加速其發展腳步，其發展方向亦是使不同系統彼此相容，而能整合在一起。
李原榮表示，不同衛星定位系統對於晶片廠商的影響在於GPS晶片該如何啟動不同系統的服務。不論是哪一顆衛星發射出來的訊號，都是時間標的資料，如何讓衛星發射的訊號格式轉為有用的資料為晶片廠商該思索的議題。再者，30顆衛星涵蓋的範圍必定大於24顆衛星，晶片必須增加演算的速度，減少處理器等待的時間，如此定位精確度相對也比較高，一套好的演算法將可使定位時間縮短，減少電源的耗損。不過，對於伽利略計畫，德州儀器至今尚無進一步的發展計畫。
Trimble也抱持保留的態度，楊游龍表示，伽利略計畫的實際運行成果尚未明朗，且未來可能還有授權費、頻段衝突與干擾等問題待解決，距離成熟期還有一段時間，所以該公司目前並無針對伽利略計畫提出相對應策略。
其實美國GPS與伽利略計畫的架構類似，唯使用頻段不同，目前掌微已投入伽利略計畫的開發，利用射頻相關器(RF Correlator)使這兩套系統得以整合在同一個晶片上，預計2007年將有產品推出。江煥勳也表示，2008年將會有俄羅斯全球導航衛星系統(GLONASS)的發展計畫，未來希望能將多套衛星定位系統整合在一起。
GPS步入戰國時代
目前已有很多廠商進入純導航市場，且正朝向手機導航發展，屆時將從就功能性與價格來區分市場，如加入可攜式多媒體播放功能，數位電視DVB-T等原本不屬於導航裝置的功能。尤其將來兩大發展：一是將可攜式導航裝置整合進導航裝置，二是與Smartphone、PDA Phone等開放性系統的整合，衛星定位導航將成為裝置中的一項附加功能而已。GPS一直以來的角色就是定位功能，日後的發展可望朝更多應用的開發邁進，如定位手機可協尋失蹤人口，醫療救援、救災等應用市場，新應用不斷推陳出新，不過尚須克服體積及功耗問題，方能更接近可攜式裝置市場。
至於不同衛星定位系統的出現，礙於技術尚未成熟，多數廠商仍在觀望，現階段也沒有相對應策略，雖然伽利略定位系統尚未完備，不過因為中國大陸的加入，勢必引起美國關注，一場太空競賽即將開打，屆時，美國GPS將面臨不再一面倒的情勢。