車(chē)載GPS導航系統設計

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

前瞻性技術(shù)二：Galileo
大家所熟知的GPS，其實(shí)是由美國軍方所佈建的全球衛星導航系統。目前有另一套相似的系統正在籌建中，也就是歐盟主導的Galileo計畫(huà)。Galileo的技術(shù)部分是由歐洲太空總署（ESA）所主導，但它的營(yíng)運單位是屬于民營(yíng)組織。第一顆衛星（GIOVE-A）已于2005年底成功發(fā)射升空，預計2008年將正式開(kāi)放商業(yè)使用。Galileo準備發(fā)射30顆衛星到天空，讓任何地點(diǎn)都能看到4顆以上的衛星；不過(guò)Galileo的衛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能提供更完善的服務(wù)。

由于這是屬于民營(yíng)的組織，因此獲利是很大的考量，這也是為何Galileo規劃了三個(gè)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(wù)。它提供四種服務(wù)等級，即開(kāi)放性服務(wù)（OS）、生命安全服務(wù)（SoL）、商業(yè)服務(wù)（CS）和公用法規服務(wù)（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(xiàn)進(jìn)行接收。

Galileo採用特殊的調變技術(shù)，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等系統具有互操作性，一個(gè)整合GPS和Galileo兩大系統的雙工模式接收機，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 Galileo系統衛星數 24+3 30 （27+3）軌道面個(gè)數 6 3軌道高度 20200公里 23616公里運行週期 11小時(shí)58分 14小時(shí)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(shí)間系統 UTC UTC坐標系統 WGS-84 GTRF（ITRF）

表一. GPS與Galileo的規格差異比較

結論
車(chē)載GPS導航系統雖然已有長(cháng)足的進(jìn)步，但面對新興的整合性技術(shù)及應用，未來(lái)的發(fā)展挑戰仍然不小。尤其是當GPS不再只是獨立（Standalone）的裝置，而需要與行動(dòng)網(wǎng)路（GPRS/3G）或網(wǎng)路相連時(shí)，它就必須是能提供多重模式（Multi-mode）的互動(dòng)系統。

以A-GPS系統來(lái)說(shuō)，它能透過(guò)行動(dòng)網(wǎng)路所提供的星歷資訊來(lái)加速定位的時(shí)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(dòng)網(wǎng)路系統的連結，因此必須遵循不同網(wǎng)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(jiǎn)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格發(fā)送出去。

車(chē)載GPS將與通訊系統更密切的整合，以提供即時(shí)性的互動(dòng)功能或服務(wù)，例如交通狀況、景點(diǎn)資訊等LBS服務(wù)；它與DR的整合，即能提供無(wú)間斷的定位導航功能；在下一代的導航系統中，則會(huì )是GPS加Galileo的雙系統模式。這些都是車(chē)載GPS未來(lái)的挑戰，也是商機所在。