因前風擋貼膜導致車輛導航定位不準的故障分析

【摘 要】因外部原因、車輛前風擋膜、安裝非原裝級行車記錄設備等易引起車輛導航定位遲滯、偏移，影響用戶用車體驗。本文根據車輛定位原理，通過對車機多媒體的搜星能力和與衛星交互數據的能力以及信號的穩定性、可靠性進行排查分析，解決信號較差的問題。

【關鍵詞】導航定位;前風擋貼膜;信號干擾

中圖分類號：U463.675 文獻標識碼：B 文章編號：1003-8639（ 2024 ）09-0081-02

Fault Analysis of Vehicle Navigation and Positioning Error Caused by Front Windshield Film

LI Jingwei，GE Limin，WANG Long，CHENG Zhigang，CHE Changfa，CAO Yongyong

（Geely Automobile Research Institute （Ningbo） Co.，Ltd.，Ningbo 315336，China）

【Abstract】Due to external reasons，vehicle front windshield film，installation of non-original driving record equipment，etc.，it is easy to cause vehicle navigation and positioning lag and deviation，affecting the user's car experience. According to the principle of vehicle positioning，this paper investigates and analyzes the ability of vehicle multimedia to search for stars and interact with satellite data，as well as the stability and reliability of the signal，and solves the problem of poor signal.

【Key words】navigational positioning;front windshield film;signal interference

1 問題現象

某車型用戶反饋，在啟動車輛后，打開地圖并設置目的地后，路線規劃顯示遲緩或無法規劃路線，尤其是在多棟樓宇之間、地庫、稍僻區域等位置，會發生路線規劃失敗。

2 問題分析及排查

初步分析，故障車輛定位精度差，經常存在漂移和不定位的情況，調查發現所有的衛星CN0都基本在30以下且搜星個數很少，如圖1所示;在相同區域位置對比發現，正常車輛信號好很多，且可用衛星達到23顆且CN0都在30以上，如圖2所示，說明兩臺車存在不一致。

故障車更換新屏幕以及與正常車ABA對調屏幕后，故障現象沒有好轉，并且正常車換上故障車的屏幕后CN值和搜星個數基本與未對換前一致，完全沒問題。

從上面的排查和驗證情況分析，兩臺車存在不一致的地方，懷疑點包括車身、有源天線特性、抗擾特性、阻塞特性、線束參數和干擾情況等。

2.1 帶外阻塞特性排查

在車內和GPS天線周邊用頻譜儀掃描干擾源確定是否有大信號存在帶外阻塞LNA的情況，發現信號都在-80dBm以下，有源天線的P-1dB為-30dBm（圖3），并且SAW濾波器的矩型系數在35dB以下（圖4），可以確定非帶外阻塞導致。

2.2 天線自身差異性排查

天線差異性可以通過對調天線驗證，由于天線安裝位置比較隱蔽，對換天線需要對車輛內飾做較大的拆解，易造成不必要的影響，但可以通過對2臺車加延長線接天線來試驗驗證。由于天線采用功分器一分為二，將信號給主機的同時也提供信號給TBOX和域控，并且必須注意天線是通過TBOX供電的有源天線，如圖5所示。經驗證與天線差異無關。

2.3 顯示屏干擾排查驗證

1）利用原車天線（必須利用原車天線，否則容易得出錯誤結論）外接UBLOX模塊測試故障車和正常車，都斷電后，發現故障車搜星數和載噪比都比正常車差，說明故障車本身性能偏差，差異點是車身和天線可能不一致，需要進一步驗證。

2）整車斷電和息屏（把儀表屏拔掉并且整車啟動），對比發現故障車CN值大于30的衛星大大減少導致無法定位（因為整車在掉電情況下CN值平均值差正常車10dB），并且基本上顯示為弱信號的黃色。

3）亮屏和息屏（把儀表屏幕拔掉），對比發現故障車和正常車影響都在1～2dB，搜星數都減少1顆左右，說明屏幕的干擾差不多，但是正常車比故障車在整車斷電后更好的原因有待驗證。

顯示屏干擾排查驗證結果見表1。

2.4 儀表屏干擾排查驗證

1）用自制天線掃描儀表屏周邊探測到1575MHz的GPS最大信號，發現正常車和故障車強度都提升10dB左右（2個底噪有微小差異是因儀器設置了微小差別）達到-133～ -136dBm（GPS的解調門限為-48dB，按照鏈路預算影響不是很大），如表2所示，說明儀表屏的影響是一樣的，再次證明顯示屏（中控屏和儀表屏）的影響不是主要因素。

2）用自制天線掃描天線周邊件，如副駕屏殼體和線束，沒有發現干擾信號。

3）與之前正常車儀表屏亮屏和滅屏差1～2dB基本吻合，也說明儀表屏干擾不是主要因素。

4）儀表屏在打開狀態下，逐步遠離GPS天線，發現影響在1dB左右，也證明儀表屏影響不大。

2.5 拆除前風擋膜干擾排查驗證

故障車撕去前風擋膜前后對比如下。

1）亮屏條件下，CN值平均提升10dB以上，CN值為30以上時搜星個數由原來9個提升到27個，與正常車測試情況基本一致。

2）熄屏條件下，CN值平均提升12dB以上，CN值為30以上時搜星個數由原來10個左右提升到33個，與正常車測試情況基本一致。

3）證明前風擋膜的影響很大并且與正常車的前風擋膜不一致導致信號衰減大。

4）重新貼其他前風擋膜，經驗證對GPS無影響。

拆除前風擋膜干擾排查驗證結果如表3、圖6所示。

3 原因分析

1）儀表屏對信號有影響，儀表屏周邊存在10dB左右的底噪抬升（故障車與正常車一致），導致對GPS有1～2dB的CN0值影響，但不是導致故障車信號差的主要因素。

2）故障車前風擋膜對信號影響很大，去掉該膜后，故障車GPS信號與正常車達到同一水平，更換新車膜后故障車GPS信號恢復正常，因此前風擋貼膜是影響GPS信號的真正因素。

3）天線放在中間位置，選取兩種型號貼膜，一種量子非金屬膜和3M晶銳70膜，正規合格貼膜，分別驗證，發現對GPS CNR值幾乎無影響。經實車驗證，量子膜和3M晶銳70膜滿足實車GPS性能要求，對實時定位幾乎沒有影響。該問題現象主要是車輛采用的貼膜導致，而非車輛原因造成（僅針對當時材料驗證的2個品牌）。

4 問題總結

由于使用外置天線和外置GPS模塊，有多個變量，導致可能存在誤判的情況。用膜包住GPS天線測試，存在膜不一致且與車內環境不一致（因為車輛GPS信號只能看到半邊天的衛星，且可能影響天線諧振點），這容易產生誤導性結論。該問題主要是車內形成屏蔽腔而非干擾導致，應該從以下方面進行系統性排查。

1）天線原因：Q值不夠、帶外阻塞、帶內干擾、方向圖變化、效率降低、諧振點偏移、P1dB、LNA自激、NF惡化、有源供電、線束接插件問題和功分器隔離電阻反射等。

2）主機原因：LNA級聯后自激或阻塞、軟件問題、GPS模塊和線束接插件等。

3）干擾原因49bdbb245cf5b9cb3de4722a6120752e：干擾源、干擾路徑和天線隔離度等。

5 總結

衛星信號對整車定位至關重要，在主機和衛星信號交互中應保持中等及以上信號強度，才能定位車輛位置，信號的強度、穩定性對定位起到決定性作用。因此在裝飾車輛時，所選材料應考慮電磁干擾對信號的影響，同時在整車電磁兼容方面應重點關注是否易行成屏蔽腔。

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（編輯 楊凱麟）

作者簡介李景偉，男，主要從事整車系統測試工作。