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GPS接收器测试

作者: 时间:2012-06-25 来源:电子产品世界 收藏

  如图 17 所示,此量测范例的 RF 功率与 C/N 比值,几乎是呈现完整的线性关系。而若使用高输入功率模拟 C/N 比值,将产生例外情况;接收器报表将出现可能的最大 C/N 值。然而,因为在任何条件下,进行实验的芯片组均不会产生超过 54 dB-Hz 的 C/N 值,所以这些结果均属预期范围之中。

本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/133865.htm

  根据图 7 中所示 RF 功率与敏感度之间的线性关系,其实仅需针对接收器模拟不同的功率强度,即可进行接收器的生产测试作业。若接收器在 -142 dBm 得出 28 dB-Hz 的 C/N 值,则亦可于 -136 dBm 得到 34 dB-Hz 的 C/N 值。若特别注重量测速度,则可使用较高的 C/N 值,再从结果中推断出敏感度的信息。

找出噪声指数
  又根据等式 13 与 14,搭配相关载噪比 (Carrier-to-noise ratio),则可得出接收器或芯片组的噪声指数。亦如下方等式 15 所示。  

  而由图 17 所示,接收器的噪声指数将直接与 RF 功率强度与载噪比互成比例。根据此关系,我们仅需针对 RF 功率强度与 C/N 进行关联性,即可量测芯片组的噪声指数。而此项量测中请注意,应以 0.1 dB 为单位增加产生器的功率。由于 NMEA-183 协议所得到的卫星 C/N 值,是以最接近的小数字为准,因此在量测接收器 C/N 比值时,应估算噪声指数达 1 位数的精确度。范例结果如图 18 所示。  

  如图 18 所示,若 RF 功率强度处于 -136.6 dBm ~ -135.7 dBm 之间,则其 C/N 比值将维持于 30 dB-Hz。若以舍入法计算 NMEA-183 的数据时,则几乎可确定 -136.1 dBm 功率强度将产生 30.0 dB-Hz 的 C/N 比值无误。透过等式 14,芯片组的噪声指数则为 -174.0 dBm + -136.1 dBm + 30.0 dB-Hz = 7.9 dB。请注意,此计算是根据 2 组不确定性系数而进行:向量讯号产生器的功率不确定性,还有接收器所产生的 C/N 不确定性。

多组卫星的接收器量测
  敏感度量测需要单一卫星激发,而有多项接收器量测需要可仿真多组卫星的单一测试激发。更进一步来说,如首次定位时间 (TTFF)、定位精确度,与精确度降低 (Dilution of precision) 的量测作业,均需要接收器进行定位。由于接收器需要至少 4 组卫星进行 3D 定位作业,因此这些量测将较敏感度量测来得耗时。也因此,多项定位量测作业均于检验与校准作业中进行,而非生产测试时才执行。

  此章节将说明可为接收器提供多组卫星讯号的方法。在讨论仿真作业时,亦将让使用者了解 TTFF 与定位精确度量测的执行方法。若是讨论 RF 记录与播放作业,将一并说明应如何在多项环境条件下,校准接收器的效能。

量测首次定位时间 (TTFF) 与定位精确度
  首次定位时间 (TTFF) 与定位精确度量测,为设计 GPS 接收器的首要检验作业。若您已将多种消费性的 GPS 应用了然于胸,即应知道接收器回传其实际位置所需的时间,将大幅影响接收器的用途。此外,接收器回报其位置的精确度亦甚为重要。

  为了让接收器可进行定位,则应透过导航讯息 (Navigation message) 下载星历与年历信息。由于接收器下载完整 GPS 框架必须耗费 30 秒,因此「冷启动 (Cold start)」的 TTFF 状态则需要 30 ~ 60 秒。事实上,多款接收器可指定数种 TTFF 状态。最常见的为:

冷启动 (Cold Start):接收器必须下载年历与星历信息,才能进行定位。由于必须从各组卫星下载至少 1 组 GPS 框架 (Frame),因此大多数的接收器在冷启动状态下,将于 30 ~ 60 秒时进行定位。

热启动 (Warm Start):接收器的年历信息尚未超过 1 个星期,且不需要其他星历信息。一般来说,此接收器可于 20 秒内得知目前时间,并可进行 100 公里内的定位 [2]。大多数热启动状态的 GPS 接收器,可于 60 秒内进行定位,有时甚至仅需更短的时间。



关键词:NIGPS

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