在车载及手持GPS应用需求日益广泛的今天,设计工程师需要解决诸多设计难题。有鉴于此,电子工程专辑旗下的汽车电子系统设计应用网站,近期特别邀请星亮电子高级应用工程师刘鲤江先生和李劲先生、前深圳赛格导航科技股份有限公司开发工程师周扬先生,共同担任《GPS设计技术与解决方案》专题讨论的嘉宾,就GPS设计技术与工程师进行了热烈的交流讨论。我们也针对性地总结出了其中几个颇受关注的问题,以飨读者。
车载GPS的信号漂移问题成因及对策
目前的GPS语音导航产品在进行路测的时候,当时速超过40千米的时候,信号接收或多或少会出现“漂移”。对此,周扬认为很正常,因为现有GPS静止状态下定位精度仅为5到20米,使得开车过程中出现漂移现象,车速较快时更为明显,而时间、地点、气候等都会影响GPS的定位精度。但最主要的原因还在于硬件的处理能力(特别是CPU的处理速度和GPS算法)和导航软件的便捷性方面。
对此,有网友指出,在解决该问题之前,首先要区别是软件还是硬件的问题。天气晴好时,将汽车高速行驶时检测的GPS输出信号同停止时的数据相比较,可得出“漂移”的实际数据。在问题的解决方面,他认为,GPS定位精度在现有条件下基本无法避免,硬件的处理速度已基本解决,而软件的运行速度目前还远远不够；至于地图的精确程度和详细度,已经基本满足使用的需要,但还不够,有待进一步提高。另有网友指出,由于这个问题主要是多普勒效应引起的,所以在高速移动体上必须采用高动态GPS接收机。
从软件入手,解决语音滞后问题
当汽车高速移动的时候,GSP语音导航产品会常常会遇到的另一个问题,就是语音滞后问题。对此,李劲指出,有两种可能,一是定位本身有误差,二是语音处理系统稍慢一些。
对此,周扬也分析道,软件目前还远远没有达到使用的最优化,一个程序,不同的编写方式极大影响了程序的处理总时间。所以在语音导航方面,由于软件的问题,确实存在滞后现象,现有的解决办法只能是提前预告和多次提醒,从而降低单次预报的误差。
实现车载GPS数据的掉电存储
汽车行驶时所在位置,以及停车的时间和地点等相关信息,都是GPS所要存储的数据。设计人员一般在处理这些信息时会采用掉电存储,这样会否对整个系统产生不良影响？
对此,刘鲤江指出,对于GPS接收机来说,掉电后在数小时内能存储相关星历资料,在上电时能够快速追踪定位卫星,从而达到几秒钟内正常工作的热启动的效果。汽车在每个时刻的的经度和纬度数据,以及停车的时间和地点等相关信息一般都会存储在GPS接收机外部的系统存储器里,因为这是目标信息。如果掉电丢失,系统一般须重新从GPS接收机里获取新的经纬度等相关信息,再运算出汽车目前的位置信息。对于这类信息,在设计时最好都实现掉电存储,这并不会对整个系统产生影响。
手持GPS的抗干扰设计
作为1.575GHz的射频,干扰问题远比800～900MHz的手机要严重的多。李劲认为,应该注意以下几点:1)电源部分的旁路；2)高速电路远离射频部分；3)射频的微带传输线尽可能短；4)对射频部分加屏蔽；5)对天线的尾瓣、旁瓣、甚至是低角度的主瓣部分进行屏蔽保护；6)必要的时候可以采用软性屏蔽材料进行割据式屏蔽。
周扬则从另一个角度提出了自己的观点。他认为,可从器件级、主板级、整机级三方面来入手,其中主板级是重中之重,解决措施包括:高频部分加屏蔽罩,以及高频部分分开成独立的板级。在整机方面则可以参考以下两的策略:整机成为一个共同电位体,以及组装阶段考虑各板级及部件间的干扰问题,加装隔离板等。
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整理:温南兰
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