车载导航定位技术与测试方法

1、引言

近年来，智能交通、无人驾驶、车辆紧急定位报警等业务需求越来越迫切，车载导航定位功能是实现上述业务的基础。车辆的导航定位通过前装或后装车载终端来完成，其性能指标直接影响相关业务的用户体验，因此对车载终端的导航定位性能进行测试评估是非常必要的。

2、车载导航定位概述

目前，市面上的车载终端以Telematics 产品为主。Telematics是由Telecommunication（电信学）与Information（信息学）组成的复合词，其含意是指：利用车用通信与信息服务，让汽车驾乘者可以在车内利用无线通信技术随时随地与外在环境资源做双向的信息传输与传递服务，提供使用者适时化、位置化、个人化的应用服务。Telematics车载终端可以实现通信服务类功能、导航定位类功能、咨询娱乐类功能、远程监控功能、车况数据上报等功能。其中，导航定位功能是最基础、应用最广泛的功能之一，主要是利用GNSS、A-GNSS、基站定位等定位技术，可以为驾乘人员提供位置信息查询、位置导航、实时路况和在线更新地图等基于位置的服务。

车辆中的导航定位功能可以通过前装系统来实现，例如通用的OnStar系统，也可以通过后装终端来实现。车载终端一般可以提供位置搜索功能，查找指定的目的地的位置或者基于某一位置查找周边一定范围内符合搜索条件的地址信息；可以提供路线计算与引导功能，依据一定的路由策略（如最短的路径、实时道路交通情况等），为驾乘人员规划从起点到终点的行车路线，并且可以提供实时交通路况信息等。

上述功能都是常规的导航定位应用场景，在特殊场景下，比如发生紧急状况时，一些车载终端还能提供定位报警服务，即在报警的同时，上报车辆准确的位置信息。在事故发生时，将位置信息自动发送出去将大大提高紧急救援的时效性，根据欧盟的估计，紧急情况下定位报警可以减少约60%的救援时间。这个过程中，定位报警提供位置信息的速度和位置准确性非常关键。可以认为，导航定位功能是车载终端最基础的功能，基于该功能可以为驾乘人员提供各种基于位置的应用服务。紧急情况下定位报警可以算作基于位置的服务之一，而要实现该服务，需要终端、通信网络、接警中心等各方面的配合。

俄罗斯的ERA-GLONASS系统和欧洲的E-Call系统是目前较成熟的车辆紧急情况下的定位报警系统。根据俄罗斯相关技术法规，从2015年1月开始，想要获得关税同盟首次批准的进口全新车型必须配装车载ERA-GLONASS终端；从2017年开始，关税同盟国所有上路的新车必须配装该设备。欧盟目前的规定是，从2018年4月起，欧洲所有轿车及轻型货车必须配备紧急自动呼叫装置E-Call。

我国于2014年1月3日成立了公众紧急报警传送及定位技术推进组，中国信息通信研究院（原工业和信息化部电信研究院）为组长单位，联合公安部第一研究所、三大运营商、终端厂商等共同制定适用于我国国情的紧急情况下的定位报警技术标准、测试标准，并计划搭建演示系统，逐步向现网中推广应用。

3、标准化情况

3.1、国际标准

卫星导航相关的国际标准主要分为卫星导航信号格式标准、接收设备数据格式标准、接收设备性能要求及测试方法标准。

卫星导航信号格式标准主要为接口控制文件（ICD文件），由各国导航卫星系统研发制定国公布，规定信号载波频率、数据码型、星历、历书等参数。目前，中国的北斗、美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲Galileo系统均已公布接口控制文件。

国际上广泛应用的卫星导航接收设备数据格式标准包括海洋电子设备接口标准NMEA0183、航海无线电技术委员会标准RTCM-SC104、航空无线电技术委员会的RTCA-SC159标准、国际大地测量协会的RINEX3.0标准等。

国际上接收设备性能要求及测试方法标准主要采用国际电工委员会（IEC）的IEC61108系列标准。在信息通信领域，采用通信网络辅助的卫星导航方式提高导航定位性能，射频性能一致性和协议一致性标准主要包括3GPP TS 36.305、TS 36.171、TS 36.355、3GPP TS 37.571等。空间射频性能标准由国际标准组织CTIA负责制定，其中AGPS OTA标准在ERP工作组完成，A-GLONASS OTA标准在A-GNSS工作组完成，A-BDS OTA标准在该标准中暂未涉及，标准版本还在不断更新中，最新版本为《ctia_ota_test_plan_ver_3_5》。

针对车载终端导航定位，国际上主要有俄罗斯的ERA-GLONASS系列标准和欧盟E-Call系列标准。俄罗斯联邦国家标准：GOST 55534《车内紧急呼叫系统—导航模块的试验方法》、GOST R54620-2011《全球卫星导航系统、事故紧急响应系统、应急勤务部门车载呼叫系统通用技术要求》、GOST R51794《全球导航卫星