當GPS信號較弱或暫時模糊時，壓力傳感器可大大增加導航系統的精度。

當GPS信號被摩天大樓或高層建筑反射時，其信號傳播延遲增加，GPS接收器假設距離該衛星的距離比實際情況要大。因此，垂直和水平精度下降（見圖1）。

圖1：GPS信號反射和GPS接收器的真實位置。

壓力傳感器可用于測量氣壓，實現準確高度測量。如下所述，當GPS信號較弱或暫時模糊時，這些測量值可大大增加導航系統的精度。

博世Sensortec BMP085非常適合此類應用，因為其全面的封裝尺寸和電氣參數專門針對便攜式設備和超低功耗應用。使用BMP085壓力傳感器，可以進行多徑GPS信號檢測和抑制。

圖2：GPS接收器計算的位置。箭頭表示最小化的偏差誤差。

一種簡單的方法是比較GPS衛星和BMP085之間的高度差異。如果不相關（參見圖3），導航系統可以假設發生GPS信號反射并將GPS位置標記為無效。

圖3：GPS高度（藍色）確實如此由于GPS信號反射，與BMP085高度（紅色）無關。這里最大垂直GPS誤差約為45米。

如果可以在GPS算法中進行緊密集成，建議采用三種提高精度的方法：

找出最匹配的衛星集通過計算每個衛星組合的位置來測量壓力傳感器的高度。多路徑信號被抑制，因為它們會將計算位置推到真實位置下方（參見圖2）。

如果計算能力有限，請執行以下三步計算：

根據可用的所有衛星計算位置（參見圖2）。

使用BMP085的高度數據調整垂直位置（參見圖4）。非多徑和多徑GPS信號之間的偏差差別很大。

gnore衛星偏差過高。重新執行位置計算（參見圖5）。

通過在地球表面強制計算數學上最可能的位置，降低自由度。橢圓體，由BMP085提供的高度放大。除了這會在一定程度上抑制多徑信號的事實之外，如果只有三顆衛星在視野中，水平精度會顯著提高。

圖4：垂直位置隨海拔高度而變化BMP085。箭頭表示每個的最小誤差。

圖5：GPS接收器計算的位置，如果忽略多徑GPS信號。

我們強調這樣一個事實，即使沒有校準，建議的方法也可以工作壓力傳感器到海平面的精確壓力 - 只看高度變化。例如，不是找到最符合BMP085高度的衛星組，而是找到一個組合，其與上一個GPS位置的高度差最佳地匹配BMP085提供的兩個相應高度之間的差異（見圖6a和b） 。

圖6a：由于高度差不匹配，這種衛星組合包含多徑GPS信號。

圖6b：當高度差匹配時，多徑GPS信號是抑制。

請注意，由于天氣變化，應該每分鐘提供一次可靠的高度 - 通過GPS或3D地圖信息 - 如果需要絕對高度，則重新校準壓力傳感器。

隧道中的估計

由于導航系統無法在隧道中接收GPS信號，并且重新獲取最多需要15秒，因此如果交叉點位于隧道內部或之后，則需要進行距離估算。在本節中，我們建議使用BMP085作為高度計進行距離估算的方法有坡度的隧道

這種方法（見圖7）涉及測量隧道入口與汽車實際高度之間的確切高度差。三維地圖信息使導航系統能夠準確地估計隧道中覆蓋的距離。與傳統的距離估計相比，基于隧道內部和內部速度相同的假設，此方法不受速度變化的影響。

圖7：測量具有斜率的隧道中的距離。以下示例（圖8，9，10和11）演示了此方法的效率。

圖8：德國黑森林隧道中BMP085（紅色）和GPS（藍色）的海拔高度剖面圖。

圖9：海拔高度差異隧道入口和出口。

海拔差異：38米

海拔高度分辨率：0.3米

隧道長度：1100米

- 如果斜率是線性的，則距離分辨率《10 m。假設斜率恒定，可以使用以下公式估算距離分辨率：

圖10：海拔高度德國斯圖加特隧道中的BMP085（紅色）和GPS（藍色）的文件。

圖11：隧道入口和出口之間的海拔差異。

請注意偏差在隧道入口之前由GPS和BMP085提供的高度之間是由于陡峭和樹木繁茂地區的衛星能見度有限。

海拔差異：40米

海拔分辨率： 0.3 m

隧道長度：1200 m

- 如果斜率是線性的，距離分辨率《10 m。沒有斜坡的隧道

沒有斜坡的城市隧道里面的斜坡大多通過地下。因此，它們可能在入口之前和隧道出口之后有一個斜坡（見圖12）

圖12：隧道出口后的斜率。

這些斜率可以用BMP085壓力傳感器檢測，用作高度計。因此確定隧道出口比使用GPS接收器要快得多，因為重新獲取GPS信號可能需要幾秒鐘。

圖13：滑路進入高速公路進入東京（日本）。

識別進入或離開高速公路的支路如何由于非軍用GPS的水平精度差，通過非常接近的道路是難以區分的。 》如果有進入或離開高速公路的支路，BMP085通過指示道路的坡度為導航系統提供基本信息。

如果車輛在當地車道上行駛（見圖13a），高度變化是相反，如果它進入高速公路（見圖13b），使用BMP085壓力傳感器可以非常可靠地檢測到高度變化。

請注意，即使GPS提供高度信息，它也不一致，準確到足以可靠地檢測斜坡。

結論

GPS汽車導航系統在開闊的國家是高度可靠的，但是當他們穿越隧道或城市峽谷時，它們的準確性會受到影響，特別是當車輛出現在不同的高度時。將壓力傳感器集成到GPS系統中可實現精確的高度測量，當GPS信號距離較弱或暫時模糊時，可大大增加此類系統的準確性。