在车载系统中，除了行车操控息息相关的车体、传动及安全系统开始导入更多电子功能外，最充分利用电子技术的应用当是资通娱乐系统。这个结合资讯、通讯和娱乐的车载应用系统，正是电子技术进展最快速的三大领域，当它们被转移到汽车的市场时，也发展出独到的应用型式与技术。
在这个领域出现的新名词为Telematics，它是是通讯（Telecommunication）和资讯（Information）的合成字，顾名思义，它意指整合通讯与资讯的新兴车载应用。在产品定位上，可以分为可携式设备（Portable Device）和车装式设备（In-vehicle）两种，这两类设备又可依是否具备对外的通讯功能，再将Telematics的市场区隔分为四大块。
另一个与GPS息息相关的应用则与紧急救难有关。在美国有一项e911的计画，它要求手机中必须建置定位功能，以做为紧急状况通报之用；e911属于个人性
GPS在车载系统中已逐渐成为必备装置，而且不断发展出加值功能。本文将介绍车载GPS的系统设计架构、要领、天线设计及其他前瞻性的技术发展趋势。
GPS系统架构剖析
在用户端的GPS装置是一单向的GPS讯号接收机，它会接收来自天空中导航卫星的定位讯号，这二十多颗卫星会传送L1及L2两种讯号，使用的频率分别为1575.42MHz及1227.60MHz，一般民用的GPS接收机只需接收L1于1575.42MHz的频率。
GPS定位系统是利用卫星基本三角定位原理，由GPS接受装置先找到三颗以上在天顶上的卫星所在位置，再计算每颗卫星与接收器之间的距离，就能得出接收器在三维空间中的座标值。
GPS卫星讯号会先由GPS天线来接收，再经由RF射频前端将高频讯号转为中、低频数位讯号，再传送到GPS基频元件，此元件的核心技术在于相关器（correlator）的设计，也就是透过相关器来比对找出正确的卫星编号，进而比照取得多颗卫星的万年历（Almanac）和广播星历（Broadcast Ephemeris）等资料。愈多通道的相关器意味着能更快速找到卫星的位置，目前一般GPS接收器都至少提供12个通道的相关器，更高阶的接收器则具有16个，甚至是32个通道的相关器。
星历资料会以NMEA 0183或RTCM等格式输出到主处理器，进一步与GIS地图引擎整合以显示所在街道位置，或透过无线通讯介面传出位置资讯，让远端的伺服器能提供进一步的位置相关服务。NMEA 0183是GPS惯用的一种标准通讯当GPS採用差分定位（DGPS）的辅助定位模式，如美国的WAAS或欧洲的EGNOS系统时，则需输出RTCM或NTRIP 1.0的协定格式。此外，由于不同的接收机所提供的原始资料格式通常会不同，当有需要针对不同型号接收机收集的资料进行统一处理，就必须建立 GPS 通用资料交换格式，目前业界普遍採用的格式为RINEX。
当系统工程师在进行设计时，必须在效能、成本与弹性三大评量要件中进行选择。以效能来说，GPS接收器的效能指标有四项，分别是：准确性（Position accuracy）、灵敏度（Sensitivity）、第一次定位时间（Time to first fix，TTFF）及通道数量（channel number）。当这四项效能指标都要求达到最高时，就必须强调接收器的处理器效能、相关器通道数量、记忆体容量及高速的对外连结介面，如此一来，产品的成本自然会大幅提升，这时大众市场未必能够接受，因此往往必须做一些必要的妥协。
如果强调设计上的弹性，通常会选择射频与基频分离的方案，在基频元件方面还会嵌入Flash的记忆体，并支援较丰富的匯流排介面。以ST的STA2058为例，它整合了32位元微处理器ARM7TDMI和一个嵌入式快闪记忆体（embedded flash），并广泛支援CAN、SPI、UART、I2C、USB等介面，以及RTCA-SC159／WAAS／EGNOS等GPS系统。此外，STA2058EX更拥有外接记忆体介面，可以用作远端资讯处理服务平台，允许免黏接逻辑（glueless）而与外部装置（如：GSM/GPRS模组、晶片卡、音频功能DSP）相连，非常适用于车辆应用。
在系统设计上还有一些需注意的要领，包括功耗的降低和杂讯、干扰的抑制。以GPS接收器来说，相关器的运作是产生功耗的主要来源，因此最好能分别控制每个相关器通道，也就是当不需要启动所有通道的时候，系统能自动调整为仅启动所需的相关器通道，以降低功耗。此外，透过备用电池的使用，能将电源电压降低，这也有助于节省功耗。
前瞻性技术一：DR
在车载的导航使用中，常会因为遭遇到环境上的遮蔽因素而造成导航工作无法正常运作。在高楼林立的巷道中收讯状况往往极差，当行进隧道中时，那更是完全没有讯号可用。在这个时候，就可以透过方位推估（Dead Reckoning，DR）技术来做为暂时的导航工具。
前瞻性技术二：Galileo
大家所熟知的GPS，其实是由美国军方所佈建的全球卫星导航系统。目前有另一套相似的系统正在筹建中，也就是欧盟主导的Galileo计画。Galileo的技术部分是由欧洲太空总署（ESA）所主导，但它的营运单位是属于民营组织。第一颗卫星（GIOVE-A）已于2005年底成功发射升空，预计2008年将正式开放商业使用。Galileo准备发射30颗卫星到天空，让任何地点都能看到4颗以上的卫星；不过Galileo的卫星轨道与赤道面的倾角较大（56度），因此对北欧等高纬度地区能提供更完善的服务。
由于这是属于民营的组织，因此获利是很大的考量，这也是为何Galileo规划了三个不同的频率，包括Lower L-band的E5a和E5b，Middle L-band的E6和Upper L-band的E2-L1-E1，以提供差异化的收费服务。它提供四种服务等级，即开放性服务（OS）、生命安全服务（SoL）、商业服务（CS）和公用法规服务（PRS），其中SoL和CS是要付费的，免费的民用工作频率在1560 – 1591 MHz，可与GPS的1575.42 MHz使用相同的天线进行接收。
结论
车载GPS导航系统虽然已有长足的进步，但面对新兴的整合性技术及应用，未来的发展挑战仍然不小。尤其是当GPS不再只是独立（Standalone）的装置，而需要与行动网路（GPRS/3G）或网路相连时，它就必须是能提供多重模式（Multi-mode）的互动系统。
