汽车会成为“屏蔽器”吗?
到底怎么回事:小伙买小鹏汽车成为屏蔽器,8 个手机都信号弱?
今年1月份,宁波的小刘买了一辆新能源车用来跑网约车,他说最近这段时间车子突然像是被装了“屏蔽器”。小刘:手机导航,它跟信号没关系。就是手机导航有个GPS信号,我在车外是能搜到十四、十五颗卫星,进车里面就只有三颗、四颗,导致这个导航延迟,定位不准。

这个刚好我遇到过,也是GPS导航问题。大概说一下。 之前我负责我们单位车辆的车载导航的相关系统的开发,然后有个车辆下线检测的问题,就和这个类似(只是类似,不是一样)。 当时是我们车辆都需要下线自动检测,然后会有相关定位的检测,最大的问题就是:车辆无法在工厂内部定位,然后车辆下线检测不通过,生产线就各种抱怨。当时临时性的解决办法:就是把车开到工厂外面去,空旷的路上,一会就定位上了,在做检测,就ok了。

在整个问题排查的过程中。我看到在工厂里面,我们车辆上导航软件的卫星定位数量少于4颗,甚至有的没有,即便能定位到也只有5到6颗卫星的信号。说白了,就是工厂的整个金属结构框架+工厂顶配的贴片屋顶对GPS信号的屏蔽作用太强了。无法穿透进来,所以车辆无法定位。这就如同我们开车到了山区或者隧道一样。 题目中的问题,是换了好几个手机,车内都无法定位,我第一个想到的就是会不会是这个屏蔽的问题。看视频里面,手机支架的位置是在大屏的前面,其实车辆最好的GPS定位的地方就是前风挡玻璃下面,哪里有个大的玻璃,无金属屏蔽。我们车载导航的GPS天线都是安装在那里的。

另外,从结果来看,人家厂家说已经排查完了,通过更换零部件来解决这个问题。我猜测大概率就是同频干扰问题。更换硬件也就是用来:取消干扰源。

这里可以扩展来说一下,GPS的原理就是电磁波的一种应用。使用的是:三边测量法定位 如图1所示,GPS定位系统是利用卫星基本三角定位原理、GPS接收装置以量测无线电信号的传输时间来量测距离。由每颗卫星的所在位置,测量每颗卫星至接受器间距离,便可以算出接受器所在位置之三维空间坐标值。使用者只要利用接受装置接收到3个卫星信号,就可以定出使用者所在之位置。在实际应用中,GPS接受装置都是利用4个以上卫星信号,来定位出使用者所在之位置及高度。

举例来讲,三角定位的工作原理如下: 假设我们测量到第一颗卫星的距离为18000公里,我们就可以把当前可能位置范围限定在离第一颗卫星18000公里的地球表面。 接下来,假设我们测量到第二颗卫星的距离为20000公里,那么我们可以进一步把当前位置范围限定在距离第一颗卫星18000公里和距离第二颗卫星20000公里的交叉区域。 然后我们再对第三颗卫星进行测量,通过三颗卫星的距离交汇点定位出当前的位置。通常,GPS接收器会使用第四颗卫星的位置对前三个卫星的位置测量进行确认以达到更好的效果。 这里就是发射和接收电磁波的过程。其使用的通常的频率如下:

任何电磁波都会受到干扰,我们在设计汽车的时候通常都会对此进行管理,这形成的一个专门的专业:EMC。正常来讲车辆的电气零部件和整车都需要做EMC(电磁兼容)的测试。 电磁兼容性(EMC,即Electromagnetic Compatibility)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力。因此,EMC包括两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁骚扰(Electromagnetic Disturbance)不能超过一定的限值;另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁骚扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性(Electromagnetic Susceptibility,即EMS)。

通常来讲,就是别去“干扰别人”和能够“抵抗”一定的干扰。干扰方面:我们都会把车内使用到的频率做个统计,对这些频率会做严格管理,任何车内电器零部件均不可以发射出类似的频率。这个是一个很大的系统性工程,有相关的国际、国内、企业标准等。也有相关的检测机构去做检测,发布第三方检测证书。 就这个事情来讲,车内车外明显差异的GPS定位状态,就是车辆内部电磁环境干扰了手机的GPS的定位。

GPS干扰与抗干扰 其实研究GPS干扰最牛的就是军事领域。任何导弹飞行导航都需要GPS(北斗)信号。军事么,就有各种攻防。目前比较流行的一种干扰方式是:在GPS两个波段的频率输出高分贝(>43db)的噪声,发达国家正试图运用解码技术制造出仿真信号,这些方法的主要在于抑制或欺骗GPS接收机的正常接收,从而达到使GPS制导武器无法命中的目的。英国专家的实验数据证明,使用干扰功率为1瓦的干扰机,在GPS系统的1.6吉赫频带上实施调频噪声干扰,就能使22公里范围内的GPS接收机不能工作。 只不过,小鹏汽车恰巧制作出来的GPS干扰机。车内有一种设备,在GPS相关波段的频率输出高分贝(>43db)的噪声。
