自1994年啟動(dòng)以來，我國相關(guān)科研人員一直在穩(wěn)步推進(jìn)北斗系統(tǒng)的建設(shè)，并如期在2020年完成了北斗三號(hào)系統(tǒng)系統(tǒng)建設(shè)，正式向全球提供服務(wù)，完成了我們初定的北斗系統(tǒng)“三步走”戰(zhàn)略。

作為新中國成立以來最重大的科技成就之一，北斗系統(tǒng)的目標(biāo)是建設(shè)世界一流的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，滿足國家安全與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，為全球用戶提供連續(xù)、穩(wěn)定、可靠的服務(wù)；發(fā)展北斗產(chǎn)業(yè)，服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和民生改善；深化國際合作，共享衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展成果，提高全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的綜合應(yīng)用效益。

而要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，除了要打造飛在天空的衛(wèi)星以外，地面的設(shè)備能夠準(zhǔn)確、快速且低延時(shí)地接收到衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)也是關(guān)鍵，這就需要相關(guān)芯片廠商在產(chǎn)品上能交出一份滿意的答案，這也正是深圳華大北斗科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“華大北斗”)一直以來追逐的目標(biāo)。

“不簡(jiǎn)單”的衛(wèi)星導(dǎo)航芯片

據(jù)相關(guān)資料顯示，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)由空間星座段、地面運(yùn)控段和用戶終端段三大部分組成。

其中，空間星座段包括3顆GEO衛(wèi)星分別定點(diǎn)于東經(jīng)80度、110.5度和140度赤道上空，地面控制部分由地面控制中心和若干標(biāo)校站組成，地面控制中心主要完成衛(wèi)星軌道確定、電離層校正、用戶位置確定及用戶短報(bào)文信息交換等任務(wù)；標(biāo)校站主要為地面控制中心提供距離觀測(cè)量和校正參數(shù)。用戶終端部分則由手持型、車載型和指揮型等各種英型的終端組成。

對(duì)于一般的消費(fèi)者來說，基本能接觸到的就是“終端部分”，其核心就是負(fù)責(zé)信號(hào)接收的導(dǎo)航芯片。相關(guān)資料顯示，衛(wèi)星導(dǎo)航芯片是指專門用于支持衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航等服務(wù)功能的芯片，里面包含RF射頻芯片、基帶芯片及微處理器的芯片組。借助這樣一顆芯片，相關(guān)設(shè)備就能接收到導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)完成定位導(dǎo)航等服務(wù)功能。

因?yàn)檫@個(gè)芯片關(guān)乎到定位的精度與否，而且使用場(chǎng)景也很復(fù)雜，這就給其射頻前端提出了很高的要求；其次，又因?yàn)檫@些芯片很多情況下需要應(yīng)用到由電池供電的移動(dòng)設(shè)備上，這就意味著對(duì)功耗又有著嚴(yán)格的考驗(yàn)。

華大北斗董事長孫中亮也表示，不管是中國的北斗、美國的GPS ，還是歐洲的伽利略，應(yīng)用在其上的導(dǎo)航芯片都是基于同一套標(biāo)準(zhǔn)。但是當(dāng)落地使用到不同場(chǎng)景的時(shí)候，芯片解算出來的數(shù)據(jù)格式和定位數(shù)據(jù)也有非常大的區(qū)別。這就需要芯片開發(fā)商在實(shí)現(xiàn)了原始觀測(cè)量的采集輸出的基礎(chǔ)上，在上層的算法根據(jù)不同的使用場(chǎng)景做定制化的適配優(yōu)化。從這里又可以看出，這類型芯片除了在軟件方面有著更高的考驗(yàn)以外，對(duì)算力的需求也不容忽視，這又凸顯了導(dǎo)航芯片的難。

“導(dǎo)航芯片是一個(gè)有著各種各樣算法的硬件平臺(tái)，針對(duì)不同的場(chǎng)景做了適配，這和智能手機(jī)通信芯片不同，這也是導(dǎo)航定位芯片研發(fā)起來周期更長更復(fù)雜的原因。”孫中亮強(qiáng)調(diào)。

此外，對(duì)于國內(nèi)應(yīng)用的大多數(shù)導(dǎo)航定位芯片來說，他們除了需要兼容GPS和伽利略以外，還需要兼容北斗三系統(tǒng)。客戶更是需要設(shè)備能夠在這些不同的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中無感式兼容，這進(jìn)一步增加了導(dǎo)航芯片（包括北斗導(dǎo)航芯片）的入行門檻。這也是迄今為止，海外廠商依然壟斷包括北斗導(dǎo)航芯片在內(nèi)的原因。

孫中亮透露，現(xiàn)在國內(nèi)的導(dǎo)航芯片市場(chǎng)有60%（甚至70%）被外商把持。考慮到現(xiàn)在的國際競(jìng)爭(zhēng)格局和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，打造本土的導(dǎo)航芯片刻不容緩。華大北斗正在力爭(zhēng)成為其中的“贏家”。

華大北斗的厚積薄發(fā)

據(jù)介紹，華大北斗脫胎于世界500強(qiáng)企業(yè)中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司(CEC)旗下導(dǎo)航芯片設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)，于2016年12月6日在深圳成立。專注從事導(dǎo)航定位芯片、算法及產(chǎn)品的自主設(shè)計(jì)、研發(fā)、銷售及相關(guān)業(yè)務(wù)。

作為國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，華大北斗自主設(shè)計(jì)研發(fā)了“全球首顆支持北斗三號(hào)信號(hào)體制的多系統(tǒng)多頻基帶射頻一體化高精度芯片”，同時(shí)其芯片產(chǎn)品是國內(nèi)首顆進(jìn)入國際排名前十位的專業(yè)導(dǎo)航定位芯片產(chǎn)品。

孫中亮也指出，伴隨著北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的正式全球運(yùn)營，華大北斗的低功耗導(dǎo)航定位芯片逐步迭代，為實(shí)現(xiàn)北斗民用化、大眾化規(guī)模應(yīng)用提供芯片的技術(shù)支撐。公司以芯片為核心的全棧系列產(chǎn)品也實(shí)現(xiàn)了芯片模組終端解決方案全系列的解決方案。定位精度系列也從標(biāo)準(zhǔn)定位精度的 5 到 10 米到亞米級(jí)的定位精度，推進(jìn)到到厘米級(jí)的定位精度。日前推出的低功耗旗艦產(chǎn)品HD8120系列，更是華大北斗針對(duì)亞米級(jí)定位精度需求而推出的、面對(duì)大眾消費(fèi)領(lǐng)域使用的一顆導(dǎo)航定位芯片。

“HD8120 實(shí)現(xiàn)了全星系的多模支持，能夠支持包括北斗、GPS、伽利略、GLONASS以及 QZSS等在內(nèi)的民用衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，實(shí)現(xiàn)快速的定位，持久的續(xù)航，為衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)在自動(dòng)駕駛、交通運(yùn)輸領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用構(gòu)建了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。”孫中亮說。

華大北斗芯片與算法設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人于洪濤也補(bǔ)充說，HD8120是一款單芯片GNSS SoC產(chǎn)品，具備了上圖所示的八大領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。其芯片及模組全面支持北斗三號(hào)信號(hào)體制，采用北斗BDS和GPS雙系統(tǒng)聯(lián)合定位，支持BDS、GPS、Galileo、GLONASS、QZSS和SBAS信號(hào)，可并發(fā)處理3個(gè)星系信號(hào)，GPS+Galileo與BDS或GLONASS，面向消費(fèi)類應(yīng)用市場(chǎng)，滿足位置感知、物流運(yùn)輸?shù)葘?dǎo)航定位需求。

他同時(shí)指出，HD8120系列支持干擾檢測(cè)與動(dòng)態(tài)濾除，分辨復(fù)雜信號(hào)干擾，捕獲正確信號(hào)，其抗干擾能力在面對(duì)城市峽谷環(huán)境也能游刃有余，在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效衛(wèi)星定位。通過路面的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，在不同路面環(huán)境下HD8120相比同類產(chǎn)品的定位精度更佳，在受到一定遮擋，或者半開闊區(qū)域，衛(wèi)星導(dǎo)航定位率和定位效率同樣優(yōu)異。

于洪濤告訴記者，華大北斗不僅僅是一個(gè)芯片供應(yīng)商，而是一個(gè)平臺(tái)，一個(gè)全棧的產(chǎn)品解決方案。所以為了方便客戶的使用，華大北斗也提供了 HD 8120 芯片系列的新成員——分別命名為TAU1113 和 TAU1114 的兩款模組。據(jù)介紹，這兩個(gè)設(shè)計(jì)不但擁有小尺寸，低功耗，低成本高性價(jià)比等特性，還能夠兼容現(xiàn)在主流的 GPS 模塊，節(jié)省了大家產(chǎn)品design in的成本。

華大北斗方面也強(qiáng)調(diào)，兩款模組均支持接收BDS B1(B1I，B1C)、GPS L1等衛(wèi)星信號(hào)，兼具HD8120的全部優(yōu)點(diǎn)，是低成本、高性價(jià)比的雙模定位模塊。TAU1113和TAU1114尺寸分別為10.1mm*9.7mm和12.2mm*16.0mm，高集成度、mini尺寸適用對(duì)成本要求高的GNSS規(guī)模應(yīng)用，如車載導(dǎo)航、物流跟蹤、車載監(jiān)控、車聯(lián)網(wǎng)等。

華大北斗表示，秉承30余年的集成電路設(shè)計(jì)底蘊(yùn)和經(jīng)驗(yàn)積累，公司在BDS/GPS導(dǎo)航定位芯片的基帶與射頻一體化設(shè)計(jì)、算法研究、產(chǎn)品化解決方案等方面持續(xù)挺進(jìn)。針對(duì)行業(yè)應(yīng)用的不同需求，華大北斗重點(diǎn)圍繞共享單車、車載應(yīng)用、無人機(jī)、智能終端、高精度等應(yīng)用，規(guī)劃了完整的芯片產(chǎn)品線，包括米級(jí)精度的HD8120系列芯片及模組、米級(jí)精度HD8040系列芯片及模組、厘米級(jí)精度的HD9300系列芯片和高精度定位、定向模組，以領(lǐng)先的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用能力，為“北斗地上用好”倍道而進(jìn)。

華大北斗進(jìn)一步指出，公司正積極打造北斗芯片開放平臺(tái)，依托自主研發(fā)的Cynosure III北斗三號(hào)信號(hào)體制多系統(tǒng)多頻高精度系列GNSS芯片，面向核心算法研發(fā)和應(yīng)用集成研發(fā)，開放芯片原始測(cè)量數(shù)據(jù)和芯片內(nèi)核接口資源。賦能產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)算法研發(fā)和應(yīng)用集成研發(fā)，提供芯片硬件和技術(shù)支持，助力應(yīng)用功能二次開發(fā)，全面提升國產(chǎn)芯片的綜合能力。

“在以粵港澳大灣區(qū)為基礎(chǔ)的電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域，我們?yōu)槠占氨倍芬?guī)模化應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的芯片基礎(chǔ)，打造了首個(gè)，也是唯一一個(gè)北斗芯片開放平臺(tái)，開放芯片原始測(cè)量數(shù)據(jù)和芯片內(nèi)核接口資源，全面提升國產(chǎn)芯片的綜合能力。因?yàn)橹挥虚_放才能使整個(gè)系統(tǒng)更快更廣泛的應(yīng)用，使我們的北斗系統(tǒng)能夠更快地走向全球，實(shí)現(xiàn)中國的北斗也是世界的北斗。”孫中亮總結(jié)說。