今天我們一起來了解一下GPS車載系統在設計制造中的難題！
GPS應用系統是一個龐大、復雜的系統工程，包括車載設備軟硬件的設計、制造，中心監控系統軟件開 發，安裝及售后服務系統的建立、運轉，客戶培訓、服務系統的建立、運轉等等，這些系統的建立，其投資動輒以千萬元計，運轉費用則高達每月上百萬元，由于其擔負生命及財產安全的保衛任務，可靠工作成為系統設計、建立、運轉的頭等大事。
單純從技術角度看，隨著信息技術的發展，計算機軟硬件系統、網絡技術已經成為高度成熟的技術，因而涉及到這些方面的可靠性問題相對較少，也比較容易解決，相比之下，由于種種原因，車載系統設計、制造中的可靠性問題變得相當突出，已經成為目前制約行業發展的瓶頸因素。
二、GPS車載系統對可靠性的要求
以下幾個方面決定了對GPS車載系統的可靠性要求是高的：
1、工作要求苛刻
GPS車載系統擔負安全防范、管理調度重任，要求在任何時刻都能夠呼的應、叫的通，須24小時工作，尤其是安防型產品更要在關鍵時刻發揮作用，因此車載機須能夠長年累月的正常工作而不允許出現關機、死機、功能錯亂等現象，其工作要求遠遠超出了家電、手機、甚至汽車的電腦系統，這些系統中CPU可以通過關機、換電池、斷電等方式重新啟動而除去累積的錯誤狀態，即使出錯也不會造成大的損失，而GPS車載機工作不正常則有可能造成財產甚至生命損失。GPS車載機的工作要求達到了與大型網絡服務器、電信通訊系統同等要求的程度，須按照通訊系統不間斷工作的可靠性要求去設計、生產車載機，人工對GPS車載機進行斷電、復位都是不允許的，在GPS車載機上安裝電源開關。復位按鈕是不可想象的。
隨便舉個例子說明一下：
假定車載機軟件故障時間是6個月即平均每工作l80天才出一次問題，這個指標對家電、手機、電腦、汽車意味著可靠，因為他們永遠不會連續工作l80天，甚至10天都不會，而頭10天軟件錯誤累積可以認為是0，只要一關機、斷電，軟件狀態又會從零開始。實際上電腦有時連10個小時都堅持不住而死機，但我們認為電腦已經很可靠了，因為我們2個小時就做完工作關機了，就算有時2小時都堅持不住，大不了重新啟動一次。而車載機須長年累月連續工作，若市場上運轉的機器達到2000臺，就意味著平均每天有l0臺機器出故障，要是賣到2萬臺、20萬臺呢?答案是不可能，因為用戶不敢再買了。
2、工作環境嚴酷
GPS車載系統工作于車上，按照汽車工業的標準，車載電子設備的設計標準介于工業級和軍級之間，其重要的指標就是環境溫度范圍，工作于發動機艙的設備要求工作溫度范圍為-40-125℃，其余地方要求為-40-85℃，車載GPS設備一般安裝在汽車儀表板下面，有些車況不太好的汽車，發動機熱量會泄漏到這里，汽車長時間工作后溫度很高。我們實測若千輛連續工作近20小時的出租車，儀表板下安裝車載機的部位有的溫度達到了90℃，機器內部GPS板CPU芯片表面溫度甚至達到了98℃。由于我國幅員遼闊北方冬季氣溫可低達—30℃以下，對車載機的低溫工作特性也提出了嚴格的要求。
由于汽車是室外工作，還會遇到水汽、灰塵、油污、腐蝕性氣體、液體等各種不利因素。
因此，GPS車載機的工作環境嚴酷的，如果將電信的交換機設備置于如此環境之下工作，恐怕早就癱瘓了。
3、震動、沖擊強烈
車載機安裝于飛馳的汽車之上，汽車行駛中的震動不可避免的要傳到車載機上，一般產品只要達到運輸抗震要求就可以了，可以通過在包裝上做文章來解決，車載機卻是機器本身長期承受劇烈震動，對其抗震性能要求很高。當發生撞車時即使車身撞爛車載機也須保證能正常工作以進行報警，因而又要求機器能承受強烈的沖擊。
4、電磁環境惡劣
車載機由汽車電瓶供電，電壓波動范圍寬，汽車啟動瞬間l2V的汽車電瓶電壓可能跌到5V以下，這個“瞬間”有時長達l0秒，24V供電汽車若調節器質量不好或電瓶線松動時供電電壓可能會躥到100V以上，還有可能出現能量很大的反向脈沖電壓，汽油機點火系統高達幾萬伏的脈沖點火電壓產生強烈的電磁輻射，其他車載電子設備也有程度不同的電磁干擾，車載機的GSM部分本身也是一個強電磁輻射源，工作在如此惡劣的電磁環境下，對車載機的抗干擾性能要求很高。
5、功能特別復雜
即使在以上條件下，有些產品的可靠性還是相當高的，例如汽車收音機就可以不斷電連續工作數年而不出問題，但這些設備功能都比較簡單。比起收音機來，GPS車載機的功能太復雜了，為了提高設備的性價比，GPS車載機一般集成了車載電話、液晶顯示(收發短消息)手柄等，語音通道傳輸安防型設備還有中控鎖遙控系統、語音提示操作等功能，既能對外報警又能打入電話查車遙控，其處理器需要對GPS、GSM等信息進行處理，
要處理若干傳感器信號，控制若干路輸出信號(繼電器、報警喇叭等等)，還要進行人機界面處理，與手機、網絡處理設備不同的是，這些輸入輸出信息不會遵守任何格式或時間方面的協議，完全是隨機且雜亂無章的，比如踩剎車時GSM來了振鈴，而此時GPS板的數據中出現了一個校驗錯誤，在用戶按下掛斷鍵之前，剎車太猛又產生了發動機停車信號。這些信息組合數量非常龐大，車載機的處理器須保證在任何情況下都能做出正確的判斷處理，否則就可能累積錯誤最終導致崩潰。實際裝車的車載機出車越多問題越多，就是因為車一動，情況就復雜起來了。
GPS應用系統是一個龐大、復雜的系統工程，包括車載設備軟硬件的設計、制造，中心監控系統軟件開 發，安裝及售后服務系統的建立、運轉，客戶培訓、服務系統的建立、運轉等等，這些系統的建立，其投資動輒以千萬元計，運轉費用則高達每月上百萬元，由于其擔負生命及財產安全的保衛任務，可靠工作成為系統設計、建立、運轉的頭等大事。
單純從技術角度看，隨著信息技術的發展，計算機軟硬件系統、網絡技術已經成為高度成熟的技術，因而涉及到這些方面的可靠性問題相對較少，也比較容易解決，相比之下，由于種種原因，車載系統設計、制造中的可靠性問題變得相當突出，已經成為目前制約行業發展的瓶頸因素。
二、GPS車載系統對可靠性的要求
以下幾個方面決定了對GPS車載系統的可靠性要求是高的：
1、工作要求苛刻
GPS車載系統擔負安全防范、管理調度重任，要求在任何時刻都能夠呼的應、叫的通，須24小時工作，尤其是安防型產品更要在關鍵時刻發揮作用，因此車載機須能夠長年累月的正常工作而不允許出現關機、死機、功能錯亂等現象，其工作要求遠遠超出了家電、手機、甚至汽車的電腦系統，這些系統中CPU可以通過關機、換電池、斷電等方式重新啟動而除去累積的錯誤狀態，即使出錯也不會造成大的損失，而GPS車載機工作不正常則有可能造成財產甚至生命損失。GPS車載機的工作要求達到了與大型網絡服務器、電信通訊系統同等要求的程度，須按照通訊系統不間斷工作的可靠性要求去設計、生產車載機，人工對GPS車載機進行斷電、復位都是不允許的，在GPS車載機上安裝電源開關。復位按鈕是不可想象的。
隨便舉個例子說明一下：
假定車載機軟件故障時間是6個月即平均每工作l80天才出一次問題，這個指標對家電、手機、電腦、汽車意味著可靠，因為他們永遠不會連續工作l80天，甚至10天都不會，而頭10天軟件錯誤累積可以認為是0，只要一關機、斷電，軟件狀態又會從零開始。實際上電腦有時連10個小時都堅持不住而死機，但我們認為電腦已經很可靠了，因為我們2個小時就做完工作關機了，就算有時2小時都堅持不住，大不了重新啟動一次。而車載機須長年累月連續工作，若市場上運轉的機器達到2000臺，就意味著平均每天有l0臺機器出故障，要是賣到2萬臺、20萬臺呢?答案是不可能，因為用戶不敢再買了。
2、工作環境嚴酷
GPS車載系統工作于車上，按照汽車工業的標準，車載電子設備的設計標準介于工業級和軍級之間，其重要的指標就是環境溫度范圍，工作于發動機艙的設備要求工作溫度范圍為-40-125℃，其余地方要求為-40-85℃，車載GPS設備一般安裝在汽車儀表板下面，有些車況不太好的汽車，發動機熱量會泄漏到這里，汽車長時間工作后溫度很高。我們實測若千輛連續工作近20小時的出租車，儀表板下安裝車載機的部位有的溫度達到了90℃，機器內部GPS板CPU芯片表面溫度甚至達到了98℃。由于我國幅員遼闊北方冬季氣溫可低達—30℃以下，對車載機的低溫工作特性也提出了嚴格的要求。
由于汽車是室外工作，還會遇到水汽、灰塵、油污、腐蝕性氣體、液體等各種不利因素。
因此，GPS車載機的工作環境嚴酷的，如果將電信的交換機設備置于如此環境之下工作，恐怕早就癱瘓了。
3、震動、沖擊強烈
車載機安裝于飛馳的汽車之上，汽車行駛中的震動不可避免的要傳到車載機上，一般產品只要達到運輸抗震要求就可以了，可以通過在包裝上做文章來解決，車載機卻是機器本身長期承受劇烈震動，對其抗震性能要求很高。當發生撞車時即使車身撞爛車載機也須保證能正常工作以進行報警，因而又要求機器能承受強烈的沖擊。
4、電磁環境惡劣
車載機由汽車電瓶供電，電壓波動范圍寬，汽車啟動瞬間l2V的汽車電瓶電壓可能跌到5V以下，這個“瞬間”有時長達l0秒，24V供電汽車若調節器質量不好或電瓶線松動時供電電壓可能會躥到100V以上，還有可能出現能量很大的反向脈沖電壓，汽油機點火系統高達幾萬伏的脈沖點火電壓產生強烈的電磁輻射，其他車載電子設備也有程度不同的電磁干擾，車載機的GSM部分本身也是一個強電磁輻射源，工作在如此惡劣的電磁環境下，對車載機的抗干擾性能要求很高。
5、功能特別復雜
即使在以上條件下，有些產品的可靠性還是相當高的，例如汽車收音機就可以不斷電連續工作數年而不出問題，但這些設備功能都比較簡單。比起收音機來，GPS車載機的功能太復雜了，為了提高設備的性價比，GPS車載機一般集成了車載電話、液晶顯示(收發短消息)手柄等，語音通道傳輸安防型設備還有中控鎖遙控系統、語音提示操作等功能，既能對外報警又能打入電話查車遙控，其處理器需要對GPS、GSM等信息進行處理，
要處理若干傳感器信號，控制若干路輸出信號(繼電器、報警喇叭等等)，還要進行人機界面處理，與手機、網絡處理設備不同的是，這些輸入輸出信息不會遵守任何格式或時間方面的協議，完全是隨機且雜亂無章的，比如踩剎車時GSM來了振鈴，而此時GPS板的數據中出現了一個校驗錯誤，在用戶按下掛斷鍵之前，剎車太猛又產生了發動機停車信號。這些信息組合數量非常龐大，車載機的處理器須保證在任何情況下都能做出正確的判斷處理，否則就可能累積錯誤最終導致崩潰。實際裝車的車載機出車越多問題越多，就是因為車一動，情況就復雜起來了。
