Broadcom GPS-Chip mit 30-Zentimeter Genauigkeit

Broadcom’s neuer GPS Chip BCM47755 wird im nächsten Jahr die GPS-Genauigkeit von Endverbrauchergeräten revolutionieren. Ab 2018 können Positionen im Meter Bereich ermittelt werden und dabei noch den Akku schonen…

Broadcom hat bei der ION GNSS+ Konferenz in Portland, Oregon einen neuen GPS-Chip für den Massenmarkt vorgestellt. Mit diesem wird GPS auf bis zu 30 Zentimeter genau und gleichzeitig der Stromverbrauch um bis zu 50 Prozent reduziert. Gerade Smartphone-Anwender würden unglaublich von einem besseren GPS-Energiemanagement profitieren.

GPS-Genauigkeit künftig auf dem Endverbraucher-Massenmarkt

Bisher liegt die GPS-Genauigkeit für normalsterbliche Endverbraucher bei etwa 5 Metern. Häufiges Rerouting durch eine ungenaue Positionsbestimmung sind oftmals die Folge. Eine höhere GPS-Genauigkeit ist derzeit jedoch industriellen Zwecken, wie Öl- und Gasexplorationen vorbehalten. Der für 2018 angekündigte GPS-Chip BCM47755  von Broadcom würde diesen Umstand schlagartig ändern. Dank dieser Ortungshardware könnte erstmalig das L5-Signal neuerer Satelliten der Navigationssysteme GPS (USA), Galileo (Europa), Glonass (Russland) und QZSS (Japan) genutzt werden. Durch die geplante Massenproduktion kann der Chip in einer Vielzahl von Endverbraucher-Geräten wie Smartphones eingesetzt werden.

L5-Signale verfeinert errechneten GPS-Fix des L1-Signals

Endverbrauchergeräte nutzten bisher nur das L1-Signal von GPS-Satelliten. Dieses beinhaltet wichtige Informationen zum Satelliten, wie Uhrzeit, Identifikationsnummer und Position. Mit Hilfe von drei oder noch mehr solcher Satelliten-Informationen errechnet der GPS-Chip über Triangulation die Position des Empfangsgerätes. Allerdings führen L1-Signale nur bis zur besagten Genauigkeit von 5 Metern. Auch der neue Broadcom-Chip würde zunächst die Positionsbestimmung über das L1-Signal vornehmen. Anschließend nutzt er jedoch auch das komplexere L5-Signal, um die bestimmte Position auf bis zu 30-Zentimeter Genauigkeit zu verfeinern.

Empfang verbesserten sich in urbanen Gebieten

Gewöhnliche GPS-Empfänger sind bisher sehr anfällig in urbanen Gebieten. Durch Häuserschluchten gelangt das Satelliten-Signal nicht nur auf direktem Weg vom Orbit aus an den Empfänger, sondern es wird auch durch glatte Oberflächen reflektiert und somit mehrfach empfangen. Ursache ist die niedrige Frequenz des L1-Signals, welche häufig zu Multipath-Blobs (siehe Abb. unten) führt. Der Empfänger kann dadurch nicht zwischen reflektiertem und direktem Signal unterscheiden, was zu einer hohen Ungenauigkeit bei der Positionsbestimmung führt. Die hohe Frequenz des L5-Bandes besitzt genau definierte Spitzen, wodurch sich das direkte Satelliten-Signal deutlich von reflektierten Signalen abhebt. Durch die Unterstützung von L1 + L5 Signalen sollen Systeme auch unanfälliger gegenüber Interferenzen und GPS-Jamming sein. (Mehr zur Anfälligkeit von GPS-Empfängern durch Manipulations-Attacken wie GPS-Jamming und GPS-Spoofing gibt unser Artikel: “Kapitän bemerkt falsche Geolokalisierung seines Schiffs”)

Quelle: Broadcom.com

Energieeinsparung von 50 Prozent

Broadcom startet erst jetzt die Massenproduktion eines solchen GPS-Chips, da mittlerweile genügend Satelliten im Erdorbit sind, welche L5-Signale überhaupt senden können. Damit der Chip beim straffen Energiemanagement eines Smartphones mithalten kann, ist Broadcom zu einer Energie effizienten 23-Nanometer-Fertigung übergegangen. Zusätzlich wurde die Architektur des Empfangsmoduls angepasst und ein sparsamer Dual-Core Sensoren-Hub entwickelt. All dies führt insgesamt zu einer Energieeinsparung von 50 Prozent im Vergleich zum weniger genauen Broadcom-Chip Vorgänger. Bereits im Jahr 2018 sollen Smartphones mit dem neuen GPS-Chip auf den Markt kommen, näheres zu den Geräten ließ Broadcom jedoch nicht verlauten.

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