GPS 接收器测试

而播放讯号的功率强度，亦可达到与实时讯号相同的 C/N 值，进而确定其所得的 TTFF 与位置精确度，将可与实时讯号产生相关。在下图 21 中，我们使用的星期时间 (TOW) 值与实时「Off-the-air」讯号的 TOW 相近，而在 4 次不同的实验下得到 TTFF 结果。

表11. 由「Off-the-air」GPS讯号所得的 TTFF

除了量测首次定位时间之外，亦可量测GPS接收器所取得的经度、纬度，与高度信息。下图显示相关结果。

表12. 由「Off-the-air」GPS讯号所得的 LLA

从表11与12 中可注意到，其实透过已记录的 GPS 讯号，即可得到合理的可重复 TTFF 与 LLA (Latitude、Longitude、Altitude) 结果。然而，由于这些量测作业的错误与标准误差，仅稍微高于「Off-the-air」量测的误差，因此几乎可将之忽略。因为绝对精确度 (Absolute accuracy) 较高，所以可重复性亦较优于「Off-the-air」量测作业。

仿真的 GPS 讯号

最后 1 种可进行 TTFF 与定位精确度量测的 GPS测试讯号来源，即为仿真的多组卫星 GPS 讯号。透过 NI LabVIEW GPS 工具组，即可透过由使用者定义的 TOW、星期数，与接收器位置，仿真最多 12 组卫星。此 GPS 讯号仿真方式的主要优点，即是透过可能的最佳讯噪比 (SNR) 构成 GPS 讯号。与实时/记录的 GPS 讯号不同，依此种方法所建立的可重复讯号，其噪声功率甚小。图 23 即呈现了仿真多组卫星讯号的频域。

VSA 设定

Center: 1.57542 GHZz

Span: 4 MHz

RBW: 100 Hz

Averaging: RMS, 20 Average

图 11. 仿真多组卫星 GPS 讯号的带内功率 (Power-in-band) 量测作业

当透过仿真的多组卫星波形测试接收器时，则可针对接收器所提供的 C/N 比值进行关联，以再次评估所需的 RF 功率。

一旦能为 RF 功率强度进行关联，则可接着量测 TTFF。当量测 TTFF 时，应先启动 RF 向量讯号产生器。过了 5 秒钟之后，可手动将接收器转为「冷」开机模式。一旦接收器取得定位信息，则将回报 TTFF 信息。下图则呈现仿真 GPS 讯号的相关结果：

表13. TTFF 数值的 4 项专属模拟

请注意表13中的所有仿真作业均使用相同的 LLA (Latitudes、Longitude，与 Altitude)。

此外，若要量测 TTFF，我们亦可依不同的 TOW 建立仿真作业，以计算 LLA 的精确度与可重复性。请注意，由于在数个小时之内，可用的卫星讯号将持续变化，因此必须设定多种 TOW 以测试精确度 (如表13)。而表14 则表示其 LLA 信息。

表14. 多项 TOW 仿真作业的水平精确度

在表14 中，可根据模拟的定位，计算出公尺为单位的水平错误。又如图 20 所示，可透过下列等式找出错误：

等式 17. 仿真 GPS 讯号的定位错误

而针对我们所使用的接收器而言，其水平定位最大误差为 5.2 公尺，水平定位平均误差为 1.5 公尺。而透过表8 所示，我们所使用的接收器均可达指定的限制之内。

如先前所述，接收器的精确度，与可用的卫星讯号密不可分。也就是说，接收器的精确度可能在数个小时内大幅变化 (卫星讯号改变)，但是其可重复性却极小。为了确认我们的 GPS 接收器亦为如此，则可针对特定的模拟 GPS 波形执行多项测试。此项作业主要是必须确认，RF 仪控并不会对仿真的 GPS 讯号产生额外的不确定性。如下方图 26 所示，当重复使用相同的二进制档案时，我们所使用的 GPS 接收器将得到极高可重复性的量测。

表15. 相同波形的各次测试，其误差亦具有极高的可重复性

回头再看表10，使用仿真 GPS 讯号的最大优点之一，即是可达到可重复的定位结果。由于此特性可让我们确认：所回报的定位信息，并不会因为设计迭代 (Iteration) 而发生变化，因此在开发的设计检验阶段中，此特性格外重要。

量测动态定位精确度

GPS 接收器测试的最后 1 种方法，即是量测接收器的追踪功能，使其在大范围的功率强度与速度中维持定位。在过去，此种测试 (往往亦为功能测试) 的常见方法之一，即是整合驱动测试与多路径衰减 (Multi-path fading) 模拟。在驱动测试 (Drive test) 中，我们使用可导入大量讯号减损 (Impairment) 的已知路径，驱动原型接收器。由于驱动测试是将自然减损套用至 GPS 卫星讯号的简单方法，因此这些量测往往亦不可重复。事实上，如GPS 卫星移动、天气条件的变化，甚至年度时间 (Time of year) 的因素，均可影响接收器的效能。

因此，目前有 1 种逐渐普及的方法，即是于驱动测试上记录 GPS 讯号，以大量讯号减损检验接收器效能。若要进一步了解设定 GPS 记录系统的方法，请参阅前述章节。而在驱动测试方案中，有多款 PXI 机箱可供选择。最简单的方式，即是使用 DC 机箱并以汽车电池进行供电。其次可使用标准的 AC 机箱，搭配转换器即可使用汽车电池供电。在此 2 种选项中，DC 机箱的耗电量较低，但亦较难以于实验室中供电。如下列所示的标准 AC 机箱使用结果，其所供电的系统则包含 1 组外接的车用电池，与 1 组 DC to AC 转换器。