在過去十年中，GPS定位已經(jīng)從主要由專業(yè)人員使用的專用高端技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄M者日常使用的一種技術(shù)。這種轉(zhuǎn)變是具有GPS功能的兩代器件在大眾化設(shè)備中普及GPS定位功能的結(jié)果。本文將討論下一個令人興奮的GPS發(fā)展階段，它能解決用戶經(jīng)常在最需要的時候無法獲得GPS定位信息的問題。
在過去十年中的早些時候，出現(xiàn)的第一代設(shè)備是配件市場中的個人導(dǎo)航設(shè)備(PND)，它以大眾化的價位實現(xiàn)了轉(zhuǎn)彎提示導(dǎo)航功能。發(fā)展第二階段的標志是智能手機的出現(xiàn)。今天的智能手機可以提供各種定位功能，并且主要依賴GPS功能實現(xiàn)精確的定位和轉(zhuǎn)彎提示導(dǎo)航應(yīng)用。具有GPS功能的智能手機不僅將轉(zhuǎn)彎提示導(dǎo)航應(yīng)用擴展到了行人、騎車者和司機，而且能夠向任何智能手機應(yīng)用提供定位能力，從當?shù)夭宛^位置到“生動的”星座圖，甚至增強現(xiàn)實。除了智能手機外，在其它消費產(chǎn)品中也出現(xiàn)了低成本定位技術(shù)，比如可以給照片增加地理標簽的照相機。但如果室內(nèi)、城市中心或樹蔭環(huán)境中的GPS性能局限能夠克服的話，這種應(yīng)用的影響和范圍還可以得到極大的擴展。
智能手機的出現(xiàn)還導(dǎo)致發(fā)生了消費者不能立即覺察到的變化。在調(diào)查組成現(xiàn)代手機和智能手機的元器件后會發(fā)現(xiàn)兩大明顯的主要趨勢。第一個趨勢是將多個功能合并進單個集成電路(IC)后的芯片的普及。通常我們稱之為“組合芯片”，目前市場上有許多組合，包括WiFi、藍牙和GPS；另外一個趨勢是基于MEMS的傳感器的廣泛使用。在過去幾年中，MEMS技術(shù)的發(fā)展使得在手機平臺中集成多個低成本的MEMS傳感器成為可能。例如，目前許多智能手機都包含三種運動傳感器——MEMS加速度計、電子羅盤和MEMS陀螺儀，當這些傳感器一起使用時，可以提供手機的線性和角度位置、速度和加速度的精確跟蹤。目前為止MEMS傳感器基本上還是獨立的芯片，每個芯片完成單一功能，但未來趨勢是將運動傳感器合并和集成為單個封裝，再加入足夠的處理能力，就可以智能地整合來自各個獨立傳感器的數(shù)據(jù)，并直接向應(yīng)用提供有意義的運動矢量。
MEMS傳感器的使用使得移動手機平臺第一次能夠測量與平臺位置以及實際移動有關(guān)的參數(shù)。這類測量經(jīng)常被稱為“慣性測量”。在GPS和無線電導(dǎo)航領(lǐng)域中慣性測量(或INS—慣性導(dǎo)航系統(tǒng))的使用是出了名而且成熟的。慣性導(dǎo)航經(jīng)常用于在無線電導(dǎo)航很難或不可能完成的環(huán)境中改善無線電導(dǎo)航性能或作為補充。GPS接收機也會遇到這種情況，比如在人口密集的市中心、地下或室內(nèi)。
圖1：將GPS和運動傳感器功能組合在一起可以改善用戶體驗。
了解兩種定位方法之間的區(qū)別很重要。GPS或無線電導(dǎo)航通過測量距多個已知發(fā)射器的距離(或延時)來實現(xiàn)對移動接收機位置的三角測量。因此，GPS接收機每次執(zhí)行測量后都會直接計算移動接收機的位置。無線電導(dǎo)航接收機中的這種直接位置測量方法的缺點是單次測量的誤差會很大，有時甚至達到數(shù)十米，因此接收機通常要使用動態(tài)估計算法(如卡爾曼濾波器)將誤差減小到可接受的水平。
