原创 GPS设计全攻略2【转】

12、现在很多公司都在推出PMP+GPS 的方案，你怎么看待这种方案的前景？具体而言，在中国的前景如何？
面临哪些关键障碍？怎样才能去克服？

答1：PMP+GPS 方案，根据国内的市场调查和消费心理来说，会是一个流行趋势；而在国外，基本处于纯导
航年代，这也是个流行趋势。这种方案基本没有技术难点，如果一定要找一个，那就是微硬盘的防震问题，
特别是在车内使用的情况下。有些公司对其已进行了防震系统测试。
答2：PMP+GPS 功能的方案，也是一种大势所趋。增加新功能和新卖点，是PMP 厂家在市场需求和竞争的要
求下必须采取的对策，就如同手机要增加MP3 等功能一样。目前在中国，PMP 的瓶颈在于成本和电池持续
时间上。电池持续时间不仅要求电池技术、工艺的提高，还要求对PMP 各个系统功耗的严格控制;而对于成
本，主要是硬件的成本，还有娱乐资源的版权成本，而对于GPS 功能的PMP 来说，还有一个电子地图成本
的问题。随着电子技术的发展，存储器件、显示器件、DSP 或嵌入式CPU 的“性能价格比”快速提升，大
幅降低价格只是时间的问题；而电池和电源管理技术的提高，让PMP 的“演出时间”越来越长了。价格的
降低，时间的充裕，PMP 进入千家万户的时机也就到来了。这时候，对于PMP+GPS 的方案，也会如同照相、
MP3 功能成为手机的新卖点一样，自然而然地成为PMP 的主流之一。
在PMP 加入GPS 功能，不论是内嵌，还是用SD、USB 等接口外接模块方式来实现，由于GPS 模块的完善和
PMP 本身强大的硬件资源，所以在硬件方面没有太大的问题，例如用MMT 的MN1010（10mmX10mm，功耗75mW）
在体积、功耗、接口等方面完全可以内嵌（外接就更不成问题了），只是需要在天线信号接入时，注意PCB
的布线（一个有经验的RF 工程师能胜任）。还有就是电子地图软件，如何与出版该软件的第三方公司合作，
让消费者能心甘情愿地掏出版权费是一个问题（尤其在现在越来越注重知识产权的今天）。电子地图都是标
准的软件包，随着GPS 的市场的做大，配套的软件公司也会越来越多。消费者就可以根据地图的精度和自
己的要求来灵活选择合适的软件包，把它下载、安装、使用。

13、GPS 导航器中，用SIRF 和UBLOX 的模块的比较多，请问哪个的可靠性和性能最优？

答：当条件恶劣时，SIRF 的性能好，UBLOX 的价格便宜。

14、天线是个比较关键的部件，现在内置SMT 天线很多，如果在车载GPS 中用内置天线。是否比外用天线
效果要差？

答：跟芯片灵敏度，内置天线性能有关。如果内置天线性能好，芯片灵敏度高，则使用内置和外置天线实
际使用效果差别不大（车子不要贴膜哦）。当然，参数上来看外置天线效果肯定要好。

15、GPS 设计中，如何处理天线部分？

答：一般来说用陶瓷材料的PATCH 天线可靠性要好一点（跟尺寸也有关系，比较成熟是15X15），chip 天线
方向性好，尺寸小，但是设计难度比较大，实际性能较低；而螺旋天线价格太高了。

16、GPS 天线用的G47 和5P1 是什么东西，用什么可以替代？

答1：作为开发商，可以选择的天线型式很多，每个天线都有其自己的特点．但与之对应的设计方案也会
有所不同．螺旋天线的优点是全向性，使用起来比较方便；ＣＨＩＰ天线小巧，适合内置，但由于天线增
益低，对ＬＮＡ的增益要高一些；介质天线体积相对也较小；目前，就国外市场而言，最为广泛使用的还
是能够与微带线相结合的微带天线．但由于国内许多从事ＧＰＳ开发的厂家，欠缺ＲＦ设计经验，因而采
用外置式有源介质天线是一个保守的作法．
答2：关于CHIPS 型天线的问题，目前使用的还是比较广泛的。现在市场上比较常见的是：1、专用的带CHIPS
的GPS 天线，主要使用在未装有GPS 模块的一些设备中，比如手机（智能或商务类手机居多）。它们由于受
体积和使用率的要求，所有只是在需要的时候接上GPS 模块天线来实现导航。2、蓝牙＋GPS 模块的接收器，
如蓝牙接收器，其实它也是个带蓝牙功能的CHIPS 型天线，以后此类产品的需求会越来越大，比如带无限
通讯、红外、USB 等等用途的CHIPS 型天线。市场有需求就会有产品，最主要是自己有没有发现。

17、正常只能收到最多12 个卫星的信号，为什么现在许多芯片都宣称有16 个或20 个通道，这在实际有
什么意义呢？ 8 通道的芯片和12 通道的芯片相比，是否12 通道的TTFF 要短呢？

答：看看军事周刊，苏30 可以同时跟踪多少架敌机，攻击多少架敌机？可是我们国产的歼击机呢？道理是
基本上一样的。GPS 卫星的导航电文是码分多址的，所以多个通道可以同时搜索和跟踪多颗卫星。除了TTFF
的提高，还有就是当卫星被部分遮挡，用于定位的卫星切换的时候，性能就表现出来了。最多12 颗卫星的
说法也不对，那是GPS 设计理论，实际上还有反射、折射的信号。通道多可以快速处理干扰，筛选有用卫
星。

18、在接口方面，是否有USB 和UART 两个口应该是足够了吗？
答：用于NMEA 数据的传输一个接口就够了。通常是UART。

19、请推荐几款性价比比较好的MCU/DSP，三星的和ATMEL 的怎么样？一般多快的MCU/DSP 就可以了呢？

答：目前GPS 导航仪常用的SOC 是SUMSUNG2440/2410，INTEL PXA255/270，AMD AU1200，freescale I.MX31/27，
MAGICEYES MMSP2.关于SOC 性能，跟你的产品销售区域道理复杂程度，数据量，以及导航软件性能有关。

20、新科最新一款GPS 导航器，用的是车内收音机的外面天线，设置频率在89MHZ，便可使GPS 接收外部
信号，一般而言，1.57514GHZ 信号通过收音机的天线接收，应该衰减很大，能否请教这是什么机理？

答：支持多个频段的天线。收下来后自己滤波。值得考究，超越了现有的理论极限。如果真是如此，新科
是发明了了不起的新天线啊，新科的机密。

21、现在主流的都是10CH 12CH 的这是不就是说能同时接收12 颗卫星的信号，而MMT 的产品只能同时处
理4 颗星的信号呢?

答：对于通道（Channel）和槽（bin）是不同的概念。MMT 的GPS 模块是12 通道（Channel）的，也就是
可以同时接收12 颗星的数据。在每个通道里，我们采用了四槽（4bin）技术，也就是可以在同一通道内分
四个频率槽搜索。

22、当汽车在过隧道或高架桥时，GPS 不能够接收到卫星信号且无陀螺仪的情况下，GPS 能否根据汽车传
送的速度信号进行直线导航?如何在软件里实现这个功能?

答：如果没有惯性导航，你的软件从汽车马达取得速度脉冲，并在导航软件中加入了没有GPS 信号时（如
隧道中）直线行使距离的推算，这样的“假”结果有什么意义？很少会有隧道时完全直线的，如果明明没
有GPS 信号，却能导航，结果有不正确，这样只会让消费者失去对你的产品的信任。

23、汽车上的行使速度信号是不是统一的标准？请问在那里可以下载到该标准?如果不是统一的标准，请
问专家GPS 如何在汽车的哪个部分上能够取到兼容的信号？信号是怎样一种格式？

答：卫星取得行车速度应该是以坐标轴的距离与时间来换算成相对速度， 不是绝对速度， 隧道内要取得
行车速度的话， 是有些许的困难！不过陀螺仪加上重力加速度的SENSOR 透过软件的运算倒是可以尝试看
看。可是不知准确度如何。

24、如果希望在车载导航器上实现TMC 功能，硬件和软件上有什么要求？

答：TMC 是欧洲的一个导航扩展功能标准，全称是Traffic Message Channel，交通信息频道。TMC 的最主
要目的是接收时时的交通信息，从而找到一条最合适的行驶路径。实现TMC 功能需要TMC 接收模块，直接
可以购买，软件需要的工作是模拟信号接收－解码－数据信号输出。同时需要和地图配合来实现时时路径的可规划问题。
现在最重要的瓶颈在于TMC 信号的来源问题，如果出口欧洲已经完全实现了这套系统，在国内还刚起步，
需要一段时间，但绝对是一个功能强大的导航辅助功能。

25、GPS 上是否应用超级电容，起什么样的作用?

答：超级电容器不是只有金电容这一类型，能量密度高但是 ESR 亦高的小电流放电，慢速充电的日系碳纤
维超电容， 只做为断电之记忆支持。
在GSM 高频通讯标准模式下， 3.5ms /0.2A +1.5ms/2。0A 的电流需求条件下， 大多数锂电池尽能维持 500
次充放电便低于额订电力 80%容量，唯有以美系的陶瓷金属为材料的超级电容器， 加入并联于锂电池， 借
用其功率型超级电容器的特性，于 ms 以下的瞬时间补充大电流给device， 即可顺利达成电力条件， 同
时避免大电流瞬时输出对电池的伤害， 可以使锂电池完成 1,500 次充放电后才低于额订电力 80%容量。
用在车载电子产品有愈来愈多机会遇到电源的问题: GPS 常以手持产品使用于一般环境，当进入车内后，
即改以车辆的12V 电源降压适用。 GPS 及其它高频通信产品( 对讲机， GSM/CDMA 手机 ) 与娱乐影音设备
结合之趋势锐不可当，对于优质电源有强烈之需求， 电压稳定与瞬间大功率为其中基本要求。
会发生在车用GPS 电源问题上， 常有一个现象: 当手持式GPS 置入车内时，常改由车上 12V 电源供电，
原先电池系统不论电压设计值为何，多由12V 降压后直接使用于GPS， 此时车上12V 电系会因煞车 车灯，
各式马达或电感之应用产生临时压降，电压降太大，使GPS 当机，亦为常见。 故需稳压设计，其中超级电
容器是对GPS 稳压设计最直接有效的组件， 对于低频噪声亦有虑波作用。
至于超级电容器对GPS 系统最大帮助，不是在接收端，而是在发射端的卫星电源系统: 由航天级高效太阳

能电池产生之电能，可由超级电容器提升其暂储电力之有效率， 并且由超级电容器协助卫星对地面提供高
功率之GPS 射波。
GPS 与其它手持或可携式产品 ( 如手提电脑，DTV，etc.)， 与娱乐影音等耗电设备， 会因车辆12V 电压
不稳定而当机，也会因瞬间峰值电流供应不足而中断讯号， 最彻底解决方法，是加大车用电池容量。 可
是这样作又会产生与原车发电机适配的问题。 传统铝质电解电容由于体积大，耐压及电容量等问题，无法
解决既有及新近发生的优质电源强烈之需求。
目前超级电容器已发展成熟， 配合 车用铅酸电池 12V/55AH 至120AH，可以提供稳压及超高瞬间电流之
供应。 全车电力之稳压，若是选择以超级电容器与电池并联成高功率电池组，是相当有效之方法。 但是
一定需慎选适当种类之超级电容器，以免因超级电容器组件内部串联及并联产生偏高之ESR， 对于电池反
而产生负担。
个别GPS 或其它车用电子产品， 亦可以在产品的电源系统加上超级电容器，确保电系正常运作。

26、假设有1 个固定目标点，当GPS 接收机向目标点移动时，能实时计算出与目标之间的距离，目标点的
经纬度已知。现有2 种计算方法：直接通过2 个点的经纬度计算；或把2 个点的经纬度转化为大地坐标系
（如北京54 或自定义坐标系），然后再计算。请问专家，一般是用哪种方法计算。是否还有其他方法。

答1：GPS 定位是通过立体四维坐标来解四元二次方程组实现的，这里的未知量包括：X、Y、Z 和速度。因
为该物体的移动既不是水平也不是垂直。即使看似直线的道路，地球还是圆的呢。你这样的算法算两点之
间的直线距离可以，但实际用途呢？
答2：应该先转成大地坐标系，然后再计算。大地测量技术，一般有以下几种算法:
最小二乘法（LS），TDOA 双曲线模型，Fang 算法，
Chan 算法，Friedlander 算法，SX 和SI 算法。
其中Chan 算法性能最好，Fang 算法、Friedlander 算法误差较大。

27、上述的算法是在GPS 模块里实现呢，还是通过外接的MCU 实现。我在网上看到有些模块带有内置的flash
芯片，经销商说这种模块留有一部分资源给用户开发，上述的算法可以写在内置的flash 上，直接使用模
块上的arm 芯片计算，然后输出结果。不知这种模块是否可行。

答1：现有的情况是GPS 算法在GPS 模块里实现，GPS 模块接收到相对位置信息，通过解方程组和其它措施，
直接输出数据信号给MCU。有些模块带有内置的flash 芯片，是把程序和数据放在里面，并开放少量的参
数设定而已。了解到有只通过GPS 天线把GPS 卫星定位信息传给MCU，然后由MCU 处理的，但基本不用。
答2：目前是有两类GPS 模块，一类在GPS 内实现算法，直接输出数据;另一类，则利用外部的CPU 计算。
前者更多些。
答3：上述的算法是在GPS 模块里实现呢，还是通过外接的MCU 实现。我在网上看到有些模块带有内置的
flash 芯片，经销商说这种模块留有一部分资源给用户开发，上述的算法可以写在内置的flash 上，直接
使用模块上的arm 芯片计算，然后输出结果。不知这种模块是否可行，各位专家有接触过否。
我指的算法不是计算经纬度的算法，而是指将模块计算好的经纬度结果和已知点的经纬度做对比的算法，
然后输出对比的结果，这个算法我要把它存在模块里的flash 里，这个算法的执行也是通过模块上的arm
芯片执行。也就是说模块厂商留了一部分资源给用户做二次开发，不知有没有这么设计的 有没有这种模块。
答4：如果你的GPS 芯片内部含有处理器资源（如ARM），且该处理器在执行下载的固体软件的同时，还有
剩余的资源，且内部的FLASH 也还有剩余（给你的算法程序存储），则理论上你可以用GPS 芯片内部的处理
器和FLASH 来实现你的简单的位置比对算法。但是，要这样做，你肯定要购买芯片商的开发包，并且，你
必须保证不能对GPS 原有固体软件产生影响。这是有一定的成本和开发难度的。

28、GPS 模块输出的一般都是NMEA 格式，那在输出该格式之前，模块内部是否会缓存中间结果，我们能否
利用这个中间结果。

答1：GPS 模块输出的一般都是NMEA 格式，因为GPS 模块处理数据的速度比不上串口传输速度，所以基本
是处理完就传给MCU 了。GPS 芯片内部的东西还未曾深入接触过，是否存在缓存中间结果，无法判定。
答2：中间结果不可用。

29、SIRF 的GPS 模块多支持TRICKLE 模式，以作到节电的效果，请教，TRICKE 模式的ONTIME 一般设为
多少为宜，对GPS 的定位效果有何影响呢?若对效果有影响，是否要根椐定位效果动态改变。再问设置成
TRICKLE 模式，能节省很多电流吗?我现用有一块，用0x97 指令设，电流变化并不明显，这是与定位有关，
还是其它问题，望解答。

答：跟你用的哪家的模块有关系。SIRF STARIII 内部有ARM7 处理器，所以可以开发固体软件。有实力的
模块厂商都会在STARIII 的芯片上开发（改进）自己的固体软件。所以每家模块厂商扩展出来的固体软件
所支持的接口命令可能都不同。

30、如何实现对GPS 有源天线的开路和短路检测？

答1：GPS 有源天线的工作电流是有一定范围的。比如10ma~15ma。在基站设计中，需要对该天线的工作状
态进行监测，便于维护和维修。
开路则电流为0，短路电流较大，此时可切断电源。相关电路请参考电流比较电路。
答2：我想你应该先确定检测的目的是什么？是为了IQC？为了生产中的配适？还是售后保固的维修？
不同的需求有不同的设计方案，不过检测的方式基本上都是以电流检测为主要手段，TI 有许多电流检测的
IC 可供运用，像是我们对GPS 天线的检测是为了防弊，这目的不同，自然设计上就不同了。不过电流检测
也不是万灵丹，首先你的GPS 接收模块必须是天先供电是外部的，有些设计为了体积GPS 天线是直接由接
收模块供电，处理起来非常麻烦的。

31、想给汽车安装卫星导航装置，不知道nav4all 能否安装在车内DVD 显示屏上显示地图

答1：对于特定的显示操作终端，只要有适当的接入装置是可以与其它设备相连接的。如使用了与蓝牙（发
射）技术的GPS 产品，可以与任何具有蓝牙（接收）功能的终端显示设备连接使用。包括蓝牙手机、笔记
本电脑、台式PC、移动电视、移动DVD 等产品等。
如果车载DVD 具有UBS 接口，只要购买一个具有UBS 接口的蓝牙产品和一个具有蓝牙功能的GPS，将UBS
接口的蓝牙（接收）产品插在DVD 上即可使用GPS 进行定位。MMT 已推出相关的蓝牙GPS 产品。
答2：最近出现一种叫NAV4ALL 的新软件，可以安装在手机里面，通过真人发声，运用全球卫星定位导航，
很方便的通过中央电脑告诉驾驶者正确的路径。其中有个关键是要带有无线传输设备（比如手机的通信网
络）和GPS 接收器，这样的话中央电脑通过通信网络给你规划路径，GPS 接收器告知你当前位置，有些车
行天下的哈车宝味道。
汽车装上nav4all 就可以接收卫星定位地图，仅仅是汽车导航的一部分而非全部，能看到很清楚的图像，
nav4all 可以接在任何有屏幕显示的设备上，很方便，而且价格很便宜，普通汽车上都可以装。

32、请教:GPS 有哪些项目需要测试?他们的标准是什么?

答：GPS 需要测试哪些项目：一般有灵敏度、定位精度、功耗的测定。

33、做导航产品，用的都是那种操作系统？“手机上用window mobile；车载产品用的是window CE 及linux。”
这种说法是否准确？

答：关于导航产品用的那种操作系统，就现有市场分布而言，确实如你所说：手机上用window mobile；
车载产品用的是window CE。其实在这其中linux 应用的都不多，当然排除其它因素只考虑操作系统，linux
完全可以在这些平台上使用的。
考虑如下原因：
a、操作系统的开发是个大工程；

b、应用软件的开发是个问题；
c、通用性的需要。
基于以上情况，市场产品在操作系统的选择上就有了明确的目标。用最省钱省时的方式做出最受市场欢迎
的产品。

34、请教一些关于导航软件的问题，像我这样从事导航系统测试工作的，主要是在实验室和实际道路测试。
像你提出的系统软件、应用软件、底层驱动软件，主要包括哪些？具体指的是什么？据我所知，地图数据
是导航中最重要的部分，这个是靠软件来读取的，而这又是交给软件公司做的，像比较出名的高德软件公
司。由于我是读电子和管理毕业的，对软件不是很了解，也没有一个系统的观念，只知道程序是软件，所
以比较难理解导航里面的软件。

答：关于导航的问题，系统软件是指装载在设备上的操作系统，如WINCE 系列版本;底层驱动软件是指基于
操作系统的开发软件，如总线驱动等；应用软件是指具有实现某种特殊功能的软件，如导航软件等。
导航中导航地图是非常重要的部分，国内基本由8 家公司控制，具我了解绝大部分自己做地图数据及导航
引擎软件，大概是两者的关系太密切相关了，直接影响到用户使用的感受。
软件是基于硬件基础上的软件，建议去看看这类的书籍，推荐Jobn Catsoulis 的《嵌入式硬件设计》，中
国电力出版社。先了解硬件体系，有助于更系统的理解软件。

35、在GPS 应用软件中，通信网关，通信中心，坐席这几个子系统各自实现的功能是哪些，他们如何合作
完成对车台GPS 数据的处理？

答：在GPS 系统中，通信中心、通信网关、坐席如何区分？通信中心其实就是GPS 系统的控制部分，象硬
件里的MCU，是GPS 系统的大脑；通信网关是连接电信网络的接口，象硬件里的SPI 等，是一个连接内外
的端口；坐席是监控子系统，某个坐席就负责该线的接入呼出，说的普通些就象寻呼台。车台GPS 数据上
传通过通信网关，网关把数据送到通信中心，通信中心在电脑上显示情况，通过坐席监控人员就可以看到
实际的信息。

36、linux 下有导航软件和电子地图吗？目前看到的车载导航应用，大多数是运行在win ce 下的。请问，
有在linux 下运行的导航软件和电子地图吗？为什么现在for linux 的导航软件和电子地图那么少？

答：现在的情况确实如此，绝大部分使用的是wince 和window mobile 系统，有linux 下的导航软件和电
子地图，比如Maproc linux。其实这就像个人电脑，装windows 操作系统的比装linux 系统的多的多吧。
其根本涉及到的是开发费用的问题，wince 要钱，但比开发linux 呢？当然就选择wince 吧。

37、请问，安装GPS 对相关配置有何要求?

答：和其它的无线电产品一样，安装GPS 没有什么特殊的要求。只要产品不被金属物体（如汽车）、建筑物、
丛林等遮蔽即可。如果遇到这种情况，可以将产品外置或天线外置，面对天空即可。如果是已其它产品连
接使用，只要具有UBS 端口，并使用蓝压GPS 产品即可。

38、RDS 是于1984 年由欧洲广播联盟（EBU）制定的数据广播系统的欧洲规范，1986 年国际无线电咨询委
员会（CCIR）通过了有关RDS 的643 号建议书，1990 年正式通过和出版“实施RDS 的准则”EN50067。自
此欧洲各国纷纷开设RDS 的广播业务。TMC（Traffic Message Channel，交通信息频道）是一个数字编码
系统。TMC 能产生连续的交通信息流，如交通拥塞或事故，可报告出事地点与时间结果。信息包括了一定
地域范围内的交通状况。将TMC 信息与地图导航结合到一起，提高了车辆导航对前方路况预测的准确性。
同时，在很多地区，建立DGPS 数据的FM 负载波广播服务，提供广播电台周围的GPS 差分校正数据，大大
提高了GPS 的位置定位精度。欧洲有RDS，TMC?中国的GPS 怎么办?

答1：TMC 是实时交通信息（Traffic Message Channel）的简称，是欧洲的辅助GPS 导航的功能系统。全
球主要有三种此类系统美国的TravTek 系统、日本的VICS 系统以及欧洲的RDS-TMC 系统。TMC 是FM 无线
调频系统（RDS）在播报实时交通及天气信息中的一种应用，数据信息由配备TMC 的车载无线接收终端或导
航设备“无声”的接收并解码，以各种方法传达给驾驶员。TMC 在欧洲是成熟的车载智能交通导航技术，
能实时反映区域内交通路况，指引最佳、最快捷的行驶路线，提高道路和车辆的使用效率。所以从功能而

言，TMC 等系统是GPS 系统应用的延伸。国内的GPS 系统以后肯定会增加此类功能的辅助系统来获得更佳
的服务效果，既可以选择国外的三中系统，也可以自主开发新的一套系统。总之，具有实时的智能交通导
航一定会成为GPS 系统的一个新发展领域。
答2：中国近几年积极发展航空事业，在气象资源卫星、地面资源卫星、GPS 卫星和北斗星卫星等方面都取
得了长足的进步，并做了长期的规划。因此，在未来，将会形成更加可靠的自己的GPS 网络、各类GIS 系
统和各类应用平台，这些都将会大大提高应用面和定位精度，以及战时保障。

39、很多GPS 接收机号称支持A-GPS，是不是要在GPS 基站中增加辅助运算的算法，通过GPRS/CDMA 等无
线或者internet 来交换数据，技术出位置呢？

答：GPS 是一种基于卫星的定位系统。A-GPS 通俗的讲是一种结合了网络基站和GPS 对GPS 接收机进行定位
的技术，可以在GSM/GPRS、WCDMA 和CDMA2000 网络中使用。GPS 接收机有首次定位时间（TTFF）的概念，
TTFF 很大程度上决定于接收器的接收灵敏度，以及可见卫星的数量、每个卫星信号的强度、卫星在天空中
的分布以及接收器对天空的视角。A-GPS 的目的是提高TTFF，或者当它不能提高TTFF 时使定位运算成为可
能。 该技术需要在移动网络上加建位置服务器、差分GPS 基准站等设备。如果要提高该方案在室内等GPS
信号屏蔽地区的定位有效性，该方案还提出需要增添类似于EOTD 方案中的位测量单元（LMU）。A－GPS 的
具体工作原理如下所示：
A－GPS 接收机首先将本身的地址给位置服务器；位置服务器根据该接收机的大概位置传输与该位置相关的
GPS 辅助信息（包含GPS 的星历和方位俯仰角等）到手机；该接收机的A－GPS 模块根据辅助信息（以提升
GPS 信号的第一锁定时间TTFF 能力）接收GPS 原始信号；接收机在接收到GPS 原始信号后将有关信息通过
网络传输到位置服务器；位置服务? 鞲荽吹腉PS 伪距信息和来自其他定位设备（如差分GPS 基准站等）
的辅助信息完成对GPS 信息的处理，并估算该接收机的位置；位置服务器将该接收机的位置通过网络传输
到A－GPS 接收机。
A－GPS 解决方案的优势主要在其定位精度上。在室外等空旷地区，其精度在正常的GPS 工作环境下，可达
10 米左右。该技术的另一优点为首次捕获GPS 信号的时间一般仅需几秒，不像GPS 的首次捕获时间可能要
2～3 分钟。
但是该技术也存在着一些缺点。首先，室内定位的问题目前仍然无法圆满解决。另外，A－GPS 的定位实现
必须通过多次网络传输（最多可达六次单向传输），这对运营商来说是被认为大量的占用了空中资源。AGPS
最主要的问题是用户对于使用移动定位业务必须使用专门的A－GPS 接收机。而且在耗电上有一定的额
外负担，间接减短了A－GPS 接收机的待机时间。目前，AGPS 的方案提供商主要是美国高通公司和其子公
司Snaptrack 公司，现在还只能用于CDMA 和iDEN 网络的市场，在不久的将来该定位技术还会用于GSM 网
络。
所以A-GPS 功能会在移动基站中增加硬件，同时肯定有辅助运算的算法，并且一般通过GPRS/CDMA 等无线
网络来交换数据，确定更精确和有效位置。

40、PDA/GPS 的产品，为什么车速超过40km/h 就不准确了？目前关注的3 款PDA+GPS 的产品，Mio A201，
Asus A632， E Ten G500，在进行路测的时候发现信号都不大稳定，车速超过40km/h 基本上语音导航就
会滞后。3 款配置大致相同。我给出ASUS 的配置看看：
CPU:Intel XScale PXA272 416MHz
OS:Windows Mobile 5。0
Memory: 64M SD Ram/128M flash Rom
Basemap: MapKing
请问如果专业的GPS 产品，如car in-dash 的，或者PMP+GPS 的，会也有这些问题吗？如果没有的话，主
要是哪部分的差别？！

答1：具理论计算，现有的GPS 定位精度在5－20 米（静止状态下），在开车过程中会出现一些漂移现象，
特别是开快车的时候这样的漂移略为明显，这也是正常的。并且不同的时间、地点、气候等都会影响GPS
的定位精度，举个最极端的例子，在室内或地下停车场是定不到的，不是没有GPS 卫星，而是设备根本就
没有接收到信号。通过实际的使用，较为深刻的体会是GPS 定位会有稍许滞后，但对使用影响不大，最大
的原因：硬件的处理能力（特别是CPU 的处理速度和GPS 算法）、导航软件的便捷性（特别的简便、使用、
可操作等方面）。现有的产品硬件完全满足了导航的需求，但就软件而言，还远远没有达到使用的最优化。

就像一个程序，不同的编写方式就极大影响了程序的处理总时间。所以对语音导航确实存在的滞后问题，
现有的解决办法是提前预告和多次提醒，从而降低单次预报的误差。
所以发生以上原因归纳有如下几点：GPS 定位精度（现有条件下基本无法避免）；硬件的处理速度（已基本
解决）；软件的运行速度（还远远不够）；地图的精确程度和详细度（基本满足使用的需要，但还不够）。
答2：信号不稳，主要有三种情况:一是产品可靠性问题，如抗震能力，抗电磁辐射;二是环境，如地面反
射物形成的散射波和反射波形成的影响;三是气候影响，天线口面的信号强度不稳定。
语音滞后有两种可能:一是定位本身有误差;二是语音处理系统稍慢一些。
从我们支持的客户经验看。产品的抗电磁辐射与抗震动是一个较为复杂的技术，一般产品的确会有些缺陷。
答3：我认为解答这个问题并不难，首先我们要区别是软件还是硬件的问题，选择一个天气比较晴朗的时
间，开车在高速行驶时用手提电脑实时检测GPS 输出的信号同停止时的数据相比较。给PDA 设备输入一个
失量，（该量值取决于该导航软件公司的协议）然后测试到语音播放的时间差，再用该时间差除以速度=延
时播音的距离。

41、不知道您使用过国外TomTom Go 和Garmin 的导航产品没有，2 家公司的导航产品现在在国外都非常成
熟，我没有使用过，不知道他们的产品的导航性能怎么样，是否也会有“漂移”的情况出现呢？

答：滞后是正常的，所以我们的产品会不断的要求优化； 40km/h 没有这样的界限，如果你开的更快，能
更明显的感受到滞后； 所以现有的产品是这样处理的：预先多次预告车辆状态，最终由驾驶者判断；相信
以后完全可以精确到准确的道路，因为道路本身就是有地理差的，总不可能完全重合的吧。

42、出现定位不准确的几种情况

答：当行驶在角度较小的三叉路时；长距离行驶在直线或者时蜿蜒延绵的道路后；行驶在发夹形曲线的道
路或者是在通过环形路时。以上时具体的道路上行驶时容易产生的误差，而很多其他条件也同样会影响到
导航的不准确性。用多次预报是一个有效的方法。

43、目前和不远的将来我们会接触到美国的GPS 系统，前苏联的格鲁拉斯系统，和西欧的伽俐略系统。请
问这三大系统的主要区别和优缺点？在我们中国我认为伽俐略系统将会更有前途，对吗？中国是否也会有
自己的定位系统？

答：美国的系统由24 颗卫星组成，美国只向外国提供精确度约为10 米的卫星信号；“格洛纳斯”系统目前
共有14 颗处于工作状态的卫星，由于星座不能保持足够的数目，影响了其正常功能的发挥；伽俐略系统包
括30 颗导航卫星，伽利略确定方位的误差仅1 米。个人观点其优缺点最主要的是GPS 系统和GLONASS 系统
都控制在某个国家手中，可以在任意的时间内终断信号的服务，而伽俐略系统主要服务于民用，可以保证
非人为因素下的正常使用。本国参与伽俐略系统，就是为了获得真在属于自己而不受国外某些国家控制的
具有战略意义的高科技领域。本国建有北斗星导航系统，因定位卫星数量少、地面基站中心缺乏及核心技
术等原因，一直存在商用推广的重大障碍。

44、 请教GPS 定位原理:
A、 GPS 在定位时需要4 颗卫星，形成4 个方程式，其计算经度和纬度是不是在GPS 模块里面完成的。
B、 然后再根据经度和纬度来配合电子地图里面的经度和纬度来确定在地图上的位置。
C、或者是根据地面的工作站来定位在地图上的位置。

答1：GPS 定位原理:
A、GPS 在定位时需要4 颗卫星，形成4 个方程式，即四元二次方程，包括其未知数为接收机所处位置的三
维坐标X、Y、Z 及卫星钟差，其计算经度和纬度是在GPS 模块里面完成的。
B、然后再根据经度和纬度来配合电子地图里面的经度和纬度来确定在地图上的位置－一般在这个情况下就
完成了GPS 定位在地图上的显示。
C、或者是根据地面的工作站来定位在地图上的位置－只起到辅助定位的作用，增加定位精度，比如A-GPS
等。
答2：GPS 是利用3~6 颗卫星和GPS 进行球面几何运算，计算出GPS 的位置（经度和纬度）、方向和速度等

信息。这一计算工作在GPS 模块内完成。非常容易理解的是，参与计算的卫星越多，几何球面的结算越精
确，但同时计算的时间也会越长。通常的确是采用4 颗定位的较多。不过先用3 颗星快速计算，进行粗定，
然后再用4 颗星精确定位，是一个较为实用的方法。GPS 定位计算的数学模型主要分为：最小二乘法（LS）、
TDOA 双曲线模型、Fang 算法、Chan 算法、Friedlander 算法、SX 和SI 算法。其中，Chan 算法较为准确。
当然，GPS 定位只能得到位置、方向和速度等信息，如果能够和使用地面资源卫星绘制的IGS 地图配合使
用，就可以形象的知道其“位置”。

45、请问，目前使用的GPS 精度有多少，尤其是垂直方向的精度。如果是10 米左右的话，那么怎么区分
在高架路上和下的汽车呢？采用差分GPS 或A-GPS 又没有帮助呢？

答1：除去美国本土，就目前而言，使用的GPS 水平精度在5－10 米，垂直方向上定位精度较差， 其误差
通常为水平定位误差的2～3 倍，所有对高架路上和下道路的区分仅凭GPS 是无法实现的。那怎么去获得这
个用途呢：1、地图厂商提供具有三维立体坐标数据的地图，其中包括高度；2、GPS 终端设备加装三轴传
感器，获得在该点的轴向加速度。根据加速度是否向上或向下，从而知道对应地图的实际情况，是在高架
路上道还是下道，推而广之，就能区分近乎重贴上下道路问题。以上两个条件缺一不可。
希望我的解释能够使你明白。
答2：GPS 定位精度与计算的数学模型、计算中卫星取样数、卫星位置与分布、环境等因素有关。一般采用
3D 技术的民用GPS 定位精度是，50%的概率在5 米以内。采用4 颗以上的卫星数量，以及差分定位方法都
是提高定位精度的有效方法。当然，由于卫星信号在传播的过程中会出现的时延、多路径、反射、衍射等
诸多因素影响，目前的定位精度的确是很难区分是否在高架桥上。唯一的办法恐怕就是使用电子地图了。
A-GPS 在这方面没有什么帮助作用。

46、如果GPS 的精度足够高（比如说1 米），就可以区分不同的车道，然后配合电子地图，就可以知道车
子是不是上高架了。不知道目前的GPS 能不能达到这样的精度？

答：高架低的只有6 米，GPS 水平定位精度5-10m，垂直10-30m，没法确定在高架上或高架下。用加装加
速度计结合立体电子地图的办法来判断上高架了还下高架，如果没有立体电子地图的配合，在特殊地形处
（山坡上的高架，多层高架）也会判断出错。

47、请教， 手持GPS 的EMC 及EMI 这部份该如何调测? 有哪方法可以避开干扰? 深圳或国内外有实验室
可以指导并协助更改吗?

答1：作为1。575GHz 的射频，干扰、EMI 问题远比800~900MHz 的手机要严重的多，主要需要注意以下几
点:
A、电源部分的旁路;
B、高速电路远离，RF 部分;
C、RF 的微带传输线尽可能短;
D、对RF 部分加屏蔽;
E、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；
F、必要的时候可以采用软性屏蔽材料进行割据式屏蔽。
答2：该问题可分器件级、主板级、整机级。
其中主板级是最重要的部分，措施包括：
a、高频部分加屏蔽罩；
b、高频部分分开成独立的板级。
整机措施包括：
a、整机成为一个共同电位体；
b、组装阶段考虑各板级及部件间的干扰问题，加装隔离板等。

48、请问要实现多边形区域的车辆出区入区报告？ 在PC 操作上面实现用鼠标画多边形区域。。一有车辆
进入或者驶出这片区域时车载GPS 就向终端报告。请问有什么好的实现方法?

答：赛格已有的车载GPS 完全可以实现这样的功能，并一直是客户选用的功能之一。我们的设备是通话手
柄来选择设置兴趣点（其实就是一个小区域），出入都可以根据要求来报警，现无法实现在PC 上的操作，
公司会分析PC 上操作的可行性。

49、请问，GPS 所要存储的数据，如：汽车在每个时刻的的经度和纬度数据和汽车停车的时间和地点及汽
车目前所在位置等相关信息，如若这些信息因掉电丢失，对系统有什么影响？这些信息需要有掉电存储
吗？

答：对于GPS 接收机来说，掉电后，它能数小时的存储相关星历资料，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和汽车停车的时间和地
点及汽车目前所在位置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，最好都实现掉电存储。

50、请问MMT 的灵敏度多少？能在室内工作吗？

答：MMTMN1010 的追踪（Tracking)灵敏度为－152dBm，获取（acquisition）灵敏度为－142dBm。MN1818
的追踪（Tracking)灵敏度为－152dBm，获取（acquisition）灵敏度为－137dBm。
一般GPS 在室内是不能正常工作的，即使收到信号也是收到漫射回来的信号，对工作性能是有极大影响。
GPS 在办公室，地下车库等室内工作，一般是加了陀螺仪装备（角速度传感器），利用它对方向的矢量检测，
对目标的运动轨迹进行运算，从而得出模拟的位置数据。

51、 LF 低频轮流唤醒四个轮胎，在胎压都正常的状态下没有问题。。如果有两个轮胎共一时间出现了压力
不正常？

答：LF 低频轮流唤醒四个轮胎，这里就有一个顺序问题，四个轮胎不会在同一时间上报信息，他们总是一
个一个来，当检测到某个轮胎出现问题，就上报到接收芯片显示并语音警告，在任何情况下，它都会接着
按顺序检测另外的轮胎，没有问题就不语音警告，有问题就触发语音警告。它们的间隔时间基本在1 分钟，
所以4 分钟一个循环，不会出现同一时间要上报两个以上轮胎问题的事件。
现在的主流是在轮胎静止时休眠，启动时唤醒，唤醒后定时发送数据信息，直至车辆泊车为止。所以在车
辆静止是无法测量到胎压，也不需要，当车辆启动后延迟几秒时间即可见到胎压情况。

52、请问MMT 的GPS 模组性能。MMT 的GPS 模组我还是第一次听说。我最主想了解的是模块内部相当于集
成了多少个相关器(CORRELATOR)。因为这点对GPS 信号检取的灵敏度是仅次于前端LNA 的。

答：由于我们采用的是uNav 的芯片和技术，所以我们的GPS 架构跟SiRF 系列的不同。我们知道，相关器
（CORRELATOR）可以提升灵敏度，却需要更多的功耗。为了保证我们GPS 模块的低功耗，我们并没有真正
意义上使用相关器（CORRELATOR），而是使用类似的技术，在没有牺牲功耗的情况下提高灵敏度。它就是
Zoom Correlators。实际上，这就是用四槽（4 bin)技术来加速搜索卫星。四槽（4 bin)技术也就是同时
平行搜索4 个频率槽，这可以提高GPS 模块的抗干扰性和灵敏度。例如:在一个理想的多普勒位移（Doppler
shift)中A 模块只能单搜索300Hz 的频率槽，如果多普勒位移（Doppler shift)>+/-150Hz，信号就会丢失。
MMTGPS 模块应用四槽（4 bin)技术搜索300Hz 频率槽，实际是搜索勒4X300Hz 的频率范围。多普勒位移
（Doppler shift)必须>+/－600Hz，信号才会丢失。在最小的多普勒位移（Doppler shift)中，A 模块搜
索300Hz 频率槽，那它只有一个积分时间（integration time）。而MMT 模块只需搜索4 个75Hz 的频率槽
就可以达到300Hz 的范围，这样在同一时期却有了四个积分时间。

53、PND 频率特别高，是用多少的频率段，其频率发生是用ＰＬＬ技术还是用ＳＡＷ技术．其主要采用哪
些公司的方案

答：借这个机会把PND 概念和频率问题阐明一下。PND 是“Portable Navigation Device”的简写，从字
面上理解意即“便携式导航定位设备”。 它是便携式导航系统，整合型的手持式设备，是手持及车载两用
导航系统，使导航更加丰富的附加功能的结合体。现有PND 的频率，指CPU 的处理速度，基本从266MHz－
500MHz 不等，主要集中在300－400MHz。
主要的公司方案如下：
a、AMD Alchemy 解决方案：AMD 公司于2005 年1 月推出了专门为嵌入式设计的处理器Alchemy AU1200。

优点：更低的成本和更小的功耗，集成了硬件解码器，统一标准的存储器，简化的编程模型，没有DSP 代
码。高性能应用处理器，MIPS 核，500MHZ，高性能DSP 功能，硬件媒体加速引擎，单芯片SOC，完全系统
的解决方案，更低的总体方案成本，主频在333 MHz－500MHz。缺点：硬件不支持RM 格式，要通过随机赠
送的转换软件来支持。
b、英特尔PXA27x 的解决方案：英特尔公司于2003 年底推出了性能最为强劲的PXA27x 嵌入式处理器，最
高频率可达624MHz。优点：目前PXA270 可支持MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、DIVx、XVID、AVI、WMV9 等格
式，可通过软件升级支持未来媒体类型；接口丰富，可支持SD、MS、CF 等；支持最大400 万象素摄像头；
支持动态电源管理，功耗低。缺点：成本较高，需要外部DSP。
c、Sansung ARM9 处理器的解决方案：三星公司推出的基于ARM9 内核的S3C2440 系列嵌入式处理器。优点：
主频有阶梯分布（300MHz、400MHz、将来的533MHz），接口资源丰富，功耗小，Pin to Pin 兼容，成本较
低，升级简单方便。缺点：性能有限，最终限制扩展功能。
54、我们知道，相关器（CORRELATOR）可以提升灵敏度，却需要更多的功耗。为了保证我们GPS 模块的低
功耗，我们并没有真正意义上使用相关器（CORRELATOR），而是使用类似的技术，在没有牺牲功耗的情况
下提高灵敏度。它就是Zoom Correlators。这样每个通道都要同时进行4bin 的频率搜索，功耗还很小，
不容易。请问功耗有多小？uNAV 主要应用与车载还是手持设备？
答：应用uNav 芯片的MMT GPS 接收机模块有两种，一种是MN1818（18mmX18mm），另一种是MN1010（10mmX10mm）。
MN1818 是3V 供电，功耗是50mA@3V，而MN1010 是用3V 和1。8V 供电，功耗是35mA@1。8V+2mA@3V。
从上面所述我们可以看出，MN1818 主要用于车载设备等不受体积、供电限制的用途。而MN1010 的用途广
泛，可以应用于手持设备等有一定要求的场合，充分发挥它体积小、功耗低的优势。

55、通常GPS 系统是由GPS 模块+解码模+显示模块等组成，请问专家能否给出一个具体的系统框图?还有，
GPS 模块和解码模块都有哪些方案，各自的优缺点如何?

答1：GPS 系统组成的系统框图见附件。现有的GPS 模块基本直接采购于台湾、美国和欧洲的几个公司，解
码功能包含在嵌入式平台即MCU 中。GPS 模块主要是性价比的考虑，性能主要考虑接收灵敏度、功耗、定
位精度。其实很多情况下是主流的器件就表明它们都经受了市场的考验并得到了一致的承认，关于MCU 部
分请见以前的主流GPS＋PMP 方案回复。
答2：一般GPS 模块将RF、解码功能都做在里面，然后输出标准的NMEA-0183 的数据，一般GPS 产品都是
由GPS 模块、主控制模块和显示、语音模块组成。GPS 模块除了MMT 外还有丽台等多种模块。

56、GPS 有3 大卫星系统，请问我在选择好一个方案的时候，是否能任意定一个卫星系统，还是芯片制造
商已经选定好了?请解释!

答1：现有的定位系统有3 大系统，现在真在能够用于民用的是GPS（美国的定位系统），俄罗斯的系统不
完善，欧洲的伽利略系统还没建成。现有的GPS 芯片是基于GPS 系统的应用，所以只能支持GPS，以后在
欧洲的伽利略系统建成后肯定会出现单一支持芯片及兼容芯片。
答2：在全球定位系统中，有三种，分别是美国的GPS、俄罗斯的“格鲁纳斯”（GLONASS）”与欧洲的“伽
利略”。
当你选择不同的系统时，采用的芯片也不一样，卫星发射频率不同，坐标系不同，时间标准也不同（主要
是美国的GPS 和俄罗斯的“格鲁纳斯）。

57、我们买了GPS 系统后，是否还要付卫星使用费，还是芯片制造商已经把费用计算上了?谢谢!

答1：美国的GPS 系统对全世界都是免费使用的，正因如此，所以美国有权随时中断GPS 信号，这是国内
非常担心的一件事情，也是参与到欧洲的伽利略系统的重要目的。说是免费，其实费用已经增加在芯片的
售价里面而已。
答2：购买GPS 后，不必付卫星使用费，GPS 的卫星都是公开的。

58、谈谈导航电子产品的散热设计好吗？

答：软性导热硅胶绝缘垫是传热界面材料中的一种，是片状材料，可根据发热功率器件的大小及形状任意
裁切，具有良好的导热能力和绝缘特性，其作用就是填充发热功率器件与散热器之间间隙，是替代导热硅
脂导热膏加云母片（绝缘材料）的二元散热系统的理想产品。该产品的导热系数是2。45W/mK，而空气的
导热系数仅有0。03w/mk;抗电压击穿值在3000 伏以上，在大部分电子设备中有绝缘要求都可以使用。工
艺厚度0。5mm~5mm 不等，每0。5mm 一加，即0。5mm 1mm 1。5mm 2mm 一直到5mm，特殊要求可增至10mm，
厚度的可选择性，是其他导热材料所不能的。从检测及UL 公司相关安规商业检测。。工作温度一般在-50
℃～220℃，因此，是非常好的工业制品导热材料 。又其特别柔软，使用非常方便，撕开保护膜，平整光
滑，富有弹性，一贴即可。完成发热部位与散热部位的热传递，增加导热面积，同时还起到减震 绝缘 密
封等作用，能够满足社设备小型化 超薄化的无风扇设计要求，是极具工艺性和使用性的新材料。硅胶是很
好的电气绝缘材料，但本身是不导热的，利用其物理惰性特征，如何将其加工成柔软方便使用的片材，又
有良好的导热能?
第一，就要以硅胶为基料，填加不同的氧化铝、氮化硼这类有良好绝缘和导热性的粉末材料，按一定比例，
经特殊工艺，使软性硅胶导热绝缘垫内部分子间大小填充紧密、严实，达到高密度，有利于在导热时分子
间的热传递。
第二，为了达到环保要求，就要选择高精度的粉末填加物，不能含有铅、汞等元素的有害物质。
第三，还有阻燃要求，就不能有含溴等易燃成份材料。
第四，温度的适用要求，所以对所用的填加的材料要考虑环境温度对它们物理特性的影响。
第五，虽密度大，但要保证其柔软，富有弹性，能很好地填充发热件与散热器件间的空隙，对硅胶的选用
和填加的粉末的颗粒大小及量要有所控制。
导航电子产品的散热设计，一般会利用散热铝片，机壳散热及增加空间散热面积，基本已达到导航电子产
品自身的散热效果。
有一种特殊情况，该电子产品放置于恶劣的热环境下，比如靠近发动机或散热片附近，这样就需要增加导
热介质材料，比如导热硅脂、导热硅胶、导热云母片、导热陶瓷片、导热相变材料、软性硅胶导热绝缘垫
等，其实在这种情况下最好的效果还是有散热风扇。