趙全林

在車載及手持GPS應(yīng)用需求日益廣泛的今天，設(shè)計工程師需要解決諸多設(shè)計難題。有鑒于此，筆者近期特別邀請星亮電子高級應(yīng)用工程師劉鯉江先生和李勁先生、前深圳賽格導(dǎo)航科技股份有限公司開發(fā)工程師周揚先生，共同擔(dān)任《GPS設(shè)計技術(shù)與解決方案》專題討論的嘉賓，就GPS設(shè)計技術(shù)與工程師進(jìn)行了熱烈的交流討論。我們也針對性地總結(jié)出了其中幾個頗受關(guān)注的問題，以饗讀者。

車載GPS的信號漂移問題成因及對策

目前的GPS語音導(dǎo)航產(chǎn)品在進(jìn)行路測的時候，當(dāng)時速超過40千米的時候，信號接收或多或少會出現(xiàn)“漂移”。對此，周揚認(rèn)為很正常，因為現(xiàn)有GPS靜止?fàn)顟B(tài)下定位精度僅為5到20米，使得開車過程中出現(xiàn)漂移現(xiàn)象，車速較快時更為明顯，而時間、地點、氣候等都會影響GPS的定位精度。但最主要的原因還在于硬件的處理能力(特別是CPU的處理速度和GPS算法)和導(dǎo)航軟件的便捷性方面。

對此，有專家指出，在解決該問題之前，首先要區(qū)別是軟件還是硬件的問題。天氣晴好時，將汽車高速行駛時檢測的GPS輸出信號同停止時的數(shù)據(jù)相比較，可得出“漂移”的實際數(shù)據(jù)。在問題的解決方面，他認(rèn)為，GPS定位精度在現(xiàn)有條件下基本無法避免，硬件的處理速度已基本解決，而軟件的運行速度目前還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠；至于地圖的精確程度和詳細(xì)度，已經(jīng)基本滿足使用的需要，但還不夠，有待進(jìn)一步提高。另有專家指出，由于這個問題主要是多普勒效應(yīng)引起的，所以在高速移動體上必須采用高動態(tài)GPS接收機。

從軟件入手，解決語音滯后問題

當(dāng)汽車高速移動的時候，GPS語音導(dǎo)航產(chǎn)品常常會遇到的另一個問題，就是語音滯后問題。對此，李勁指出，有兩種可能，一是定位本身有誤差，二是語音處理系統(tǒng)稍慢一些。

對此，周揚也分析道：軟件目前還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到使用的最優(yōu)化，一個程序，不同的編寫方式極大影響了程序的處理總時間。所以在語音導(dǎo)航方面，由于軟件的問題，確實存在滯后現(xiàn)象，現(xiàn)有的解決辦法只能是提前預(yù)告和多次提醒，從而降低單次預(yù)報的誤差。

汽車行駛時所在位置，以及停車的時間和地點等相關(guān)信息，都是GPS所要存儲的數(shù)據(jù)。設(shè)計人員一般在處理這些信息時會采用掉電存儲，這樣會否對整個系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響？

對此，劉鯉江指出，對于GPS接收機來說，掉電后在數(shù)小時內(nèi)能存儲相關(guān)星歷資料，在上電時能夠快速追蹤定位衛(wèi)星，從而達(dá)到幾秒鐘內(nèi)正常工作的熱啟動的效果。汽車在每個時刻的的經(jīng)度和緯度數(shù)據(jù)，以及停車的時間和地點等相關(guān)信息一般都會存儲在GPS接收機外部的系統(tǒng)存儲器里，因為這是目標(biāo)信息。如果掉電丟失，系統(tǒng)一般須重新從GPS接收機里獲取新的經(jīng)緯度等相關(guān)信息，再運算出汽車目前的位置信息。對于這類信息，在設(shè)計時最好都實現(xiàn)掉電存儲，這并不會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

手持GPS的抗干擾設(shè)計

作為1.575GHz的射頻，干擾問題遠(yuǎn)比800～900MHz的手機要嚴(yán)重的多。李勁認(rèn)為，應(yīng)該注意以下幾點：1)電源部分的旁路；2)高速電路遠(yuǎn)離射頻部分；3)射頻的微帶傳輸線盡可能短；4)對射頻部分加屏蔽；5)對天線的尾瓣、旁瓣、甚至是低角度的主瓣部分進(jìn)行屏蔽保護(hù)；6)必要的時候可以采用軟性屏蔽材料進(jìn)行割據(jù)式屏蔽。

周揚則從另一個角度提出了自己的觀點。他認(rèn)為，可從器件級、主板級、整機級三方面來入手，其中主板級是重中之重，解決措施包括：高頻部分加屏蔽罩，以及高頻部分分開成獨立的板級。在整機方面則可以參考以下兩的策略：整機成為一個共同電位體，以及組裝階段考慮各板級及部件間的干擾問題，加裝隔離板等。