車載GPS導航系統(tǒng)設計

在短時間內，DR的正確性相當高，甚至可以高于GPS，但當使用時間久了，DR的誤差累積效應會愈來愈大，導航的精確度就會大幅下降，這時必須回歸到GPS系統(tǒng)來找出絕對的位置，才能再次使用DR。DR和GPS可說是相輔相成的車載導航系統(tǒng)，但目前商品化的產品仍然不多，主要的瓶頸在于DR感測器的準確度、成本，以及與導航系統(tǒng)整合的演算法開發(fā)上。
　

前瞻性技術二：Galileo
大家所熟知的GPS，其實是由美國軍方所佈建的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。目前有另一套相似的系統(tǒng)正在籌建中，也就是歐盟主導的Galileo計畫。Galileo的技術部分是由歐洲太空總署（ESA）所主導，但它的營運單位是屬于民營組織。第一顆衛(wèi)星（GIOVE-A）已于2005年底成功發(fā)射升空，預計2008年將正式開放商業(yè)使用。Galileo準備發(fā)射30顆衛(wèi)星到天空，讓任何地點都能看到4顆以上的衛(wèi)星；不過Galileo的衛(wèi)星軌道與赤道面的傾角較大（56度），因此對北歐等高緯度地區(qū)能提供更完善的服務。

由于這是屬于民營的組織，因此獲利是很大的考量，這也是為何Galileo規(guī)劃了三個不同的頻率，包括Lower L-band的E5a和E5b，Middle L-band的E6和Upper L-band的E2-L1-E1，以提供差異化的收費服務。它提供四種服務等級，即開放性服務（OS）、生命安全服務（SoL）、商業(yè)服務（CS）和公用法規(guī)服務（PRS），其中SoL和CS是要付費的，免費的民用工作頻率在1560 – 1591 MHz，可與GPS的1575.42 MHz使用相同的天線進行接收。

Galileo採用特殊的調變技術，能減少多重路徑的干擾，因此能提升商用上的精確度，在水平方向的精確度可達4公尺，垂直方向則為8公尺。它與GPS及GNSS等系統(tǒng)具有互操作性，一個整合GPS和Galileo兩大系統(tǒng)的雙工模式接收機，其精確度還能夠再提升，水平方向可達3 – 4公尺，垂直方向可達6-8公尺。

項目 GPS系統(tǒng) Galileo系統(tǒng)衛(wèi)星數 24+3 30 （27+3）軌道面?zhèn)€數 6 3軌道高度 20200公里 23616公里運行週期 11小時58分 14小時04分軌道傾角 55度 56度載波頻率 L1: 1575.42 MHz
L2: 1227.60 MHz
L5: 1176.45 MHz E2-L1-E1: 1560 – 1595 MHz
E5: 1164 – 1214 MHz
E6: 1260 – 1300 MHz傳輸方式 CDMA CDMA調制碼 C/A碼、P碼和M碼 代碼1-10時間系統(tǒng) UTC UTC坐標系統(tǒng) WGS-84 GTRF（ITRF）

表一. GPS與Galileo的規(guī)格差異比較

結論
車載GPS導航系統(tǒng)雖然已有長足的進步，但面對新興的整合性技術及應用，未來的發(fā)展挑戰(zhàn)仍然不小。尤其是當GPS不再只是獨立（Standalone）的裝置，而需要與行動網路（GPRS/3G）或網路相連時，它就必須是能提供多重模式（Multi-mode）的互動系統(tǒng)。

以A-GPS系統(tǒng)來說，它能透過行動網路所提供的星歷資訊來加速定位的時間，而且能降低終端器的運算資源與功耗，但在設計上因涉及與行動網路系統(tǒng)的連結，因此必須遵循不同網路的訊息交換標準，其中GSM/GPRS是RRLP，UMTS是RRC，CDMA則是IS-801A。為了簡化這種復雜性，OMA組織定義了SUPL標準，先包裹RRLP、RRC或IS-801A訊號后再以一致的規(guī)格發(fā)送出去。

車載GPS將與通訊系統(tǒng)更密切的整合，以提供即時性的互動功能或服務，例如交通狀況、景點資訊等LBS服務；它與DR的整合，即能提供無間斷的定位導航功能；在下一代的導航系統(tǒng)中，則會是GPS加Galileo的雙系統(tǒng)模式。這些都是車載GPS未來的挑戰(zhàn)，也是商機所在。