CDMA网络智能车载导航终端的优化设计

时间：09-20 来源：中电网点击：

结合gpsOne定位技术、CDMA通信技术和GIS技术的智能车载终端，可与控制中心配合，实现对车辆的导航、报警和监控等多种应用。gpsOne是一种混合定位技术，它综合了GPS和无线网络的优势，具有适用性广、精度高、定位时间短和成本低等特点。

本文提出智能车载导航仪的优化设计方案，剖析gpsOne的定位原理，探讨系统开发中的多项关键技术，并给出一个基于ARM和Linux平台的工程实例。

1 概述

11定位业务的产生背景

随着移动通信的发展，电信服务商与制造商除了语音传输外，纷纷推出各种增值数据业务与设备，以寻找新的收入来源。消费者也希望手机除了通话、收发邮件、上网外，还能有其他功能。国家基础地理信息中心的统计数据也表明：人们日常生活信息中有80％与空间位置有关，而企业所使用的信息中有59％的信息与空间位置有关。因此，作为最富潜力的增值应用平台之一，移动定位业务，即基于位置的业务LBS（Location Based Services），正受到前所未有的关注。它可以提供诸如导航、基于位置的付账、位置信息服务、网络规划和管理、财产追踪、个人定位服务、娱乐和紧急救援等多项应用。

12车载导航仪的发展前景

为了缓解现代城市交通的压力，近年来又出现了将最新的通信网络技术、卫星定位技术和地理信息技术相结合的ITS（Intelligent Transport Systems，智能交通系统）。ITS可以对机动车辆实施定位、报警、监控、调度、救援或防盗等多种功能，大幅度提高交通管理质量，不仅可以合理利用和充分发挥现有道路的交通潜力，有效解决交通拥挤的现象;而且能提高车辆的营运效率，降低营运成本。

ABI、IEK 2002年10月的研究报告就指出，全球GPS市场保守估计自2000年到2006年的年复合增长率（CAGR）约为24%，2006年产值约340亿美元。在目前卫星导航应用领域中，智能交通管理所占的比重最大，约占市场总量的40%。

目前及将来绝大多数GPS应用产品以陆上导航及定位系统为主，占约70%以上，且比例逐年升高。汽车导航、通信应用、车队追踪管理，到2006年将成为陆上导航产品的主导。我国现有430万辆货运车，170万辆客运车，450万辆轿车及各类船只90多万艘，如此大的汽车和船只保有量对导航终端产品和服务存在着迫切需求。

基于以上分析，研制开发车载移动定位终端，依托CDMA（Code Division Multiple Access，码分多址）网络传输平台，与控制中心配合，实现车辆的定位、导航、报警、监控、调度以及其他基于位置的各项增值服务，可广泛应用于出租汽车行业、物流企业、大型企事业单位公务车辆管理及私家车和小型公司车辆，市场潜力巨大。

2 智能导航终端的系统原理及特点

21gpsOne系统简介

采用适当的定位技术获得位置信息是实现对车辆的导航和调度等位置服务的必要前提。本系统的移动定位解决方案，采用了美国高通（QUALCOMM）公司研制开发的gpsOne专利技术。

总体结构到2003年2月止，已有超过1000万部gpsOne终端在日本、韩国和美国投入商用，超过了全球所有制造商的商用GPS终端销量总和，成为世界上使用最广泛的移动定位系统。传统的无线定位技术按照起主导作用的实体所处的位置基本可以分为两大类：基于网络的方案和基于移动台的方案。基于网络的方案需要移动台发出信号并且由多个固定位置的基站接收，通过测量移动台到基站的信号的特征参数，再根据特定的算法判断出被测物体（移动台）的位置。

常用到达角AOA（Angle Of Arrival）和到达时间TOA（ Time Of Arrival）等技术。当信号较弱时，这种方案的定位精度会下降，还会受基站的覆盖范围、电波绕射、多径效应等影响。此外，这种方案还需对基站进行改造，增加了额外的升级费用。基于移动台的方案，最典型的是使用全球卫星定位（GPS）系统，由24颗人造卫星和配套的地面站组成。接收机（移动台）只需要接收到三颗卫星的信号，分别测量出到它们的距离，就可以计算出自己的位置。

除了接收机价格昂贵外，这种方案还有较长的"初次捕获时间"或"首次定位时间"TTFF（Time To First Fix），尤其当接收机冷启动工作时，需要十多分钟才能完成对卫星的搜寻。而且，若移动台处于室内、高大植物、建筑物或卫星信号无法覆盖的地方，由于可见的GPS卫星数量较少，定位效果很差，甚至无法完成定位。

尽管网络和GPS都不适合单独作为一套具有商用价值的定位方案，但它们之间可以取长补短。比如在基站覆盖不全的乡村和郊区，GPS接收机却可以搜索到四颗甚至更多的卫星。相反，在密集的城市地区和高大建筑物内，虽然GPS接收机检测不到

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