原创 GPS产品设计中的几个常见问题及应对之策

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。