设计研发
RESEARCH AND DEVELOPMENT
（东风柳州汽车有限公司，柳州 545005）
（扬州航盛科技有限公司，扬州 225009）
孙青、丁永
摘要：本文通过对全球定位系统、车载导航系统的介绍，对GPS 在车载导航系统的应用中出现信号失效故障进行分析与处理，讲解了本例车载导航定位失效的原因以及GPS 搜星失效故障分析的过程。同时，文章分析了LNA 型有源集成天线产生自激振荡的原因，给出了消除自激振荡采用的措施，包括调整天线前置放大器电路中的电阻精度，以及对电路增益不匹配采用微调增益性能指标等。关键词：导航技术；车载导航；天线增益；天线自激振荡；有源集成天线中图分类号： U463.67 文献标识码：A
0 引言
我国国民经济产业结构中，汽车产业一直是战略性、支柱
性的产业，在推动工业发展，加快现代化建设进程方面，发挥
着不可替代的重要作用。而全球定位系统（Global Positioning System，GPS）的出现和不断成熟，也给汽车产业的发展带来了极大的便利。GPS 的作用是为了利用GPS 技术配合电子地图来进行行车定位、导航，能让驾驶员随时随地知晓本车的确切位置，
方便准确地知道去往目的地最短或者最快的路线。
本文以实例介绍了GPS 在车载导航系统应用中出现GPS 信
号失效故障的分析过程，对车载导航的实际应用及GPS 天线及主机的系统有极大的设计及分析参考意义。
1 全球定位系统
全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）是一种利用导航卫星进行实时定位的系统[1]。而GPS 则能够依靠卫星来对于时间和距离进行测量，从而在全球范围内完成定位，它具有非常强的保密性和抗干扰性。1.1 车载GPS 导航仪系统的组成
GPS 导航系统的组成包括GPS 天线和汽车导航系统。其中，
汽车导航系统包含GPS 信号接收模组、处理器、显示屏、音频处
理及扬声器、按键和触摸屏、存储芯片以及地图导航软件等多个部分。随着我国城市间交通越来越发达，人们对车载导航的需求越来越多。于是，越来越多的问题出现，如不到目的地、交通阻塞和路线规划不满足车主需求等。GPS 车载导航系统，不仅解决了以上问题，同时还能为人们出行提供便捷的服务，是现代每个车主必不可少的出行工具。
1.2 GPS 卫星导航系统的四大要素
GPS 卫星导航系统的四大要素包括卫星信号、信号传播、信
号处理和地图数据库。卫星信号是由环绕地球的24颗卫星以一定的格式发射，在传播过程中经过电离层、对流层然后被GPS 接收机接收。接收机根据已编好的程序对信号的各种误差进行消除
与减弱处理，并计算汽车位置坐标与行驶速度等数据，最后与存储在系统中的地图数据库相匹配，进行查询未知地点，选择最佳路径等，从而指导汽车行驶[2]。
1.3 本实例车载导航系统的应用
本文中的车载导航系统，以Linux 嵌入式系统为基础，利用
基于ARM 核的A7作为开发的硬件平台，设计了系统各个功能模块的电路图，包括GPS 定位模块、显示模块、陀螺模块以及存储模块、MCU 模块、CAN 网络模块、WIFI 模块和BT 模块、音频处理模块、功放模块及各个接口模块等[3]。同时，该导航系统将
电子地图存储在系统的闪存中，可以自动下载地图并对地图进行更新。本车载导航系统的一个重要功能，即实现导航、定位以及线路规划的功能。
2 车载GPS 自激振荡
本系统中故障现象为GPS 导航系统主机不搜星，经工程师
现场及实验室测量排查，得出结论为车载GPS 自激振荡，导致GPS 导航系统主机搜星异常。2.1 自激振荡的定义
自激振荡是指不外加激励信号，即没有外部信号的情况下，
而自行产生的恒稳而持续的振荡。通俗来说，就是在放大器的输
入端不施加输入信号，输出端仍有一定的幅值和频率的输出信号，
星。用手遮挡发射天线（相当于用手触摸天线安装位置的仪表台
图1 GPS天线前置放大器电路
图2 未增加前置滤波器的天线增益
图3 增加前置滤波器的天线增益
匹配采用微调直流工作点等。而本文实例中，则是对电路增益不匹配采用微调增益性能指标，以及调整天线前置放大器电路中的电阻精度，并对GPS天线中LNA电路进行降增益处理，达到系统的稳定性。而且通过验证，在天线的LNA
置滤波器，可更好地抑制外界干扰。
【参考文献】
[1]张梓巍，白玉星，李晨曦.全球导航卫星系统的发展综述
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