车载GPS导航系统的应用功能与注意事项

1、车载 GPS 导航系统的应用功能与注意事项现代人对于GPS已经不是很陌生了，虽然 GPS系统一开始是为军事目的而建立的，但 很快在民用方面得到了极大的发展。把GPS用于车载导航来说，有不少人恐怕还只是听说过，没有实践过吧。 GPS汽车应用系统的未来似乎是无可限量，技术进步带来的梦想也是 没有止境的。GPS汽车系统为地球表面上每一块土地提供了一个全新的、瞬时可知的地址 这是对位置和距离制定的新的国际标准。应用在了解车载 GPS 之前大家应该知道车载 GPS 导航的结构和与车辆跟踪系统的区别。就目前的车载GPS系统终端通常由 GPS模块、无线通信模块、报警控制模块、语音控 制模块、显示模块和车载

2、PC 等几个部分组成：1. GPS模块：安装到车辆上的小型装置，是GPS车载单元的一部分，用来接收卫星所传递的信息。2. 无线通信模块：通常采用车载无线电话、电台或移动数据终端（MDT ）以完成信息交互功能。3. 报警控制模块：向监控中心网络发出报警讯号，通报车辆异常信息。4. 语音控制模块：完成声音控制及服务等功能。5显示模块：用来显示位置路况等视频图象信息，可选用LCD、CRT或TV显示。6车载PC:整合处理各功能模块，配合相应的软件，完成指定功能，如进行数据处理， 计算出所在位置的经度，纬度，海拔，速度和时间等。由于使用环境的特殊性，作为系统核心的车载PC的必须体积小，集成度高，功耗低，

3、处理能力强，操作简单便捷。目前车载 PC 较多的使用嵌入式操作系统，如 WINDOWS CE 和嵌入式 LINUX 等 。根据车辆使用的频繁性以及道路的复杂性的要求，它必须可靠性要 高，且扩展性和兼容性要好GPS车辆应用系统一般分为两大类：车辆跟踪系统和车辆导航系统。它们在功能上截 然不同，一种是用于车辆的防盗，一种则是用于车辆的自主导航。由于“只接受，不发射 ”信号是GPS是接收系统的一大特点，所以用于防盗的GPS跟踪系统就是要借助通信网络以及政府配套系统给 GPS车载防盗仪，提供收取使用费用的解决方案。而车载导航仪是通过 接受卫星信号， 配合电子地图数据， 适时掌握自己的方位与目的地， 自

4、主导航的模式不收取 任何使用费用，用户可以根据自己的需要有选择的购买地图数据。GPS技术是利用GPS卫星信号接收的，可以24小时不间断地接收卫星发送的数据参数结算 出接收的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。车载导航仪是通过接受卫星信号， 配合电子地图数据，适时掌握自己的方位与目的地，自主导航的模式不收取任何使用费用， 用户可以根据自己的需要有选择的购买地图数据。当使用者把车载GPS安装在车上后，无论使用者身处哪个城市、 城镇或是郊区， 我们都能在转瞬之间找到一家餐馆或是最近的一家 加油站。就我国目前已悄然兴起 GPS 专业玩家一族， 他们大部分是户外运动和汽车越野爱好者。 这些使用者还

5、可以通过车载 GPS 了解车辆行使方向，这样就取代传统的高度计，还可以显 示海拔高度等信息。通过 GPS 对卫星信号的接受计算，可以测算出行驶的具体速度。对于 那些热爱户外运动， 汽车越野爱好者来说 GPS 让他们再也不会为迷失方向而苦恼， 因为 GPS 导航仪可以让驾车者对行驶道路了如指掌。 GPS 导航仪还提供全程语音提示，驾车者无须 观察显示界面就可能实现导航的全过程，使得行车更加安全舒适。但由于 GPS 车辆导航系统在中国市场刚刚起步， 市场氛围不如 GPS 车辆跟踪系统成熟， 但谁也不否认， 这个方兴未艾的市场具有无限的升值潜力。 随着中国汽车工业的发展， 汽车 电子市场的逐渐成熟，

6、 消费者也越来越追求方便实用， 根据这一趋势， 国内的一些知名的汽 车厂家，例如一汽、二汽、上海大众与通用等均有在豪华轿车或普通轿车上将 GPS 导航系 统作为标准配置的打算和行动。功能1. 导航功能使用者在车载 GPS 导航系统上任意标注两点后，导航系统便会自动根据当前的位置， 为车主设计最佳路线。另外，它还有修改功能，假如用户因为不小心错过路口，没有走车载GPS导航系统推荐的最佳线路，车辆位置偏离最佳线路轨迹200米以上，车载 GPS导航系统会根据车辆所处的新位置， 重新为用户设计一条回到主航线路线， 或是为用户设计一条从 性位置到终点的最佳线路。2. 转向语音提示功能车辆只要遇到前方路口

7、或者转弯，车载 GPS 语音系统提示用户转向等语音提示。这样 可以避免车主走弯路。 它能够提供全程语音提示， 驾车者无需观察起显示界面就能实现导航 的全过程，使得行车更加安全舒适 .3. 增加兴趣点功能由于我国大部分城市都处于建设阶段， 随时随地都有可能冒出新的建筑物， 由此， 电子 地图的更新也成为众多消费者关心的问题。 因此遇到一些电子地图上没有的目标点， 只要你 感兴趣或者认为有必要， 可将该点或者新路线增加到地图上。 这些新增的兴趣点， 与地图上 原有的任何一个点一样，均可套用进电子地图查阅等功能。4. 定位10 米。如果机GPS 还可以取GPS通过接收卫星信号，可以准确地定出其所在的

8、位置，位置误差小于器里带地图的话，就可以在地图上相应的位置用一个记号标记出来。同时， 代传统的指南针，显示方向，取代传统的高度计，显示海拔高度等信息。5. 测速通过 GPS 对卫星信号的接收计算，可以测算出行驶的具体速度，比一般的里程表准确 很多。6. 显示航迹如果去一个陌生的地方，去的时候有人带路，回来时怎么办？不用担心， GPS 带有航 迹记录功能，可以记录下用户您车辆行驶经过的路线，小于 10 米的精度，甚至能显示两个 车道的区别。回来时，用户可以启动它的返程功能，让它领着你顺着来时的路线顺利回家。总结车载 GPS 技术的应用正向更深层次发展，就让我我们拭目以待吧。车载GPS系统设计的特

9、殊要求和注意事项消费类手持设备和车载应用是 GPS 最大的两个应用领域， GPS 系统接收来自遥远太空的微 弱信号， 本身对系统设计和元器件接收灵敏度的要求就很高； 而相对于消费类的 GPS 应用， 车载GPS因应用环境特殊，在设计时需要注意的问题就更多了。 SiGe半导体战略总监 Stefan Fulga 先生表示： “定位和跟踪的灵敏度、 位置信息的准确度、 重新定位时间等仅仅是工程师 在构建车载 GPS 导航系统时所面对的部分难题。在严苛的环境，如城市峡谷中，维持导航 质量是保持良好用户体验的关键所在。 ”TriQuint 半导体的GPS 导航系统时，GPS 接收机的要解决这些难题，首先

10、要对车载 GPS导航系统的实现环境有所了解, GPS产品市场经理Josh Raha就表示：对射频工程师来说，在设计车载 相对于个人导航设备，他们必须考虑到三个关键的差异。首先是接收天线与 相对位置，其次是大小，最后运行环境也很重要。 ”他进一步解释： “在个人导航设备中，所有的组件都集中在一起。但在汽车中，天线可能 距离GPS接收机三四米之遥，会受到额外的线路损耗和可能存在的干扰的影响，因此车顶 天线必须要 “有源 ”，也就是说它需要有内置滤波和增益功能。因此，整个射频接收链路（第一个声表面波滤波器、 低噪声放大器、 第二个声表面波滤波器 ）必须设计到车顶天线盒之内。 线路的另一端 （座位或仪

11、表板下 ）还需要另一个表面声波滤波器，有可能还需要另一个低噪声放大器，来确保传输到 GPS接收芯片组的信号清晰可靠。除了保证芯片组接收到高质量的信号，提高接收器的灵敏度也很重要，一方面它可以进一步提高定位的效果，另一方面也可以适当降低设计师设计接收链路的难度，SiGe最新的SE4150L 器件就是一个好例子， O2Micro 的 OZE167 也是一个不错的选择。 此外，针对于车 载环境的特殊之处，SiGe最新的RFIC器件（如SE4150L等）集成了一个高性能低噪声放大器， 以及用于双天线系统的天线开关功能。 当不发热的热反射挡风玻璃或挡风玻璃加热器削弱了 GPS接收的性能时，双天线系统便会

12、连接外部GPS天线，以保持导航性能。另外，首次定位时间（Time to First Fix, TTFF）的快慢是各类 GPS应用都需要关注的技术指标，有些方案在冷启动的条件下， TTFF 长达 30 秒以上，严重影响了用户的使用体验。 O2Micro 的 James Wang 表示：“有些用户甚至会因为等待时间过长而频繁重启系统，结果导致定位时间进一步被延长，由此产生对 GPS 设备的抱怨。 ”使用 O2Micro 的 GPS 芯片，在 -135dBm 的测试环境下 TTFF 已经可以被缩短至 13.5 秒，这是一个一般用户都乐于接受的时间。此外一个需要考虑的重要设计因素是系统运行的环境。组件

13、必须在较为宽广的温度范围 内工作。汽车工业对于电子供应商的资格要求非常复杂。Josh Raha 先生解释： “这些要求有两种：工厂资格和设备资格。汽车厂商要求半导体供应商的工厂通过 TS-16969 认证。 TS-16969 是一个 ISO 技术规范，规定了汽车相关产品设计、开发和生产的质量体系要求。 但是，即便工厂通过了认证， 每件设备还必须合格才行。 汽车电子协会 （Automotive Electronics Council, AEC） 制定了 AEC-Qxxx 系列资格规范，包括防潮、温度循环和震动/冲击等测试。汽车设计师应该选用符合 AEC-Q100 规范（有源组件 ）或 AEC-Q

14、200 规范 （无源组件 ）的电子组 件。车载 GPS 系统对可靠性的要求更高，实现高可靠性除了选择满足汽车标准要求的元器 件外，芯片的集成度、焊接技术也很重要， James Wang 表示： “将 IC 接脚焊接到电路板上 的技术，是影响生产可靠度的关键之一，因为每一个焊接点都是一个潜在的失效因子。O2Micro GPS的芯片OZE167共124个接脚。IC整合成单芯片后，电路板上的IC数目减少, 也就意味着接脚的数目减少，从而减少了失效的可能，即提高了电路的可靠性。”除了传统的导航功能，将GPS系统用于汽车防盗也是非常实用的应用。Stefan Fulga先生表示：通过结合GPS与Wi-Fi、GPRS或WiMAX 技术来构建一个通信链路，用于跟踪被 偷窃车辆；或当车辆不在指定区域时使其某些功能失效，就能够实现防止偷窃功能。SiGe凭借在 GPS、 Wi-Fi 和 WiMAX 领域