GPS測(cè)試詳解
那么GPS性能到底如何其實(shí)是看它接收信號(hào)的能力，也就是它的定位時(shí)間的精確度，搜索衛(wèi)星的數(shù)量越多、時(shí)間越短定位就越準(zhǔn)。所以在行業(yè)內(nèi)對(duì)GPS有個(gè)完整的測(cè)試流程。
對(duì)于GPS，測(cè)試包括定位精度，冷啟動(dòng)熱啟動(dòng)溫啟動(dòng)的TTFF，跟蹤時(shí)間和捕獲時(shí)間。此外還有A-GPS性能測(cè)試。但是這多是對(duì)于芯片處理運(yùn)算能力的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于單純的射頻鏈路，主要的就是信噪比C/N0，N0為噪聲功率譜密度。這個(gè)也就是對(duì)于接收機(jī)的NF的測(cè)試。以往做過(guò)的項(xiàng)目是以-130dBm為參考值，按常溫下熱噪聲是-174dBm/HZ，那輸入SNR應(yīng)該是44dB,現(xiàn)在手機(jī)GPS方案一般都是濾波器+LNA+濾波器的方案，按正常項(xiàng)目，前一個(gè)濾波器的插損應(yīng)該是0.8dB左右，LNA的噪聲系數(shù)1左右。LNA的增益一般在10以上，所以后面的濾波器貢獻(xiàn)的NF就比較小了，所以算下來(lái)整個(gè)射頻通路的NF大概是2dB左右，所以輸出SNR應(yīng)該是在41-42dB（這個(gè)需要用專門(mén)的軟件來(lái)讀）.此外如果沒(méi)有GPS衛(wèi)星信號(hào)發(fā)生器，可以輸入1575.42MHz的單點(diǎn)頻信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，原理同上，不過(guò)要根據(jù)頻譜分析儀的RBW設(shè)置適當(dāng)調(diào)整要求值。由于一般頻譜分析儀的噪底都在145dBm/Hz，所以輸入信號(hào)就要設(shè)置的高一點(diǎn)，比如-80至-100dBm左右，也不要太高，畢竟要考慮到接收機(jī)的壓縮特性。此外輸出的不是比噪聲功率譜密度而是比噪聲了，所以結(jié)果要考慮到RBW的設(shè)置，比如輸入-100，RBW設(shè)置為1K，NF是2，那么輸出的SNR為-100dBm-(-174dBm/Hz+10LOG1000)-2=42.這里大家區(qū)分開(kāi)C/N0和S/N，否則看到輸入不同的功率結(jié)果卻一樣肯定會(huì)比較迷糊。
GPS測(cè)試項(xiàng)如下：
GPS首次定位時(shí)間（第一次啟動(dòng)時(shí)2D定位與3D定位時(shí)間）
射頻信號(hào)干擾
冷啟動(dòng)與暖啟動(dòng)定位時(shí)間
接收機(jī)重新捕獲GPS信號(hào)時(shí)間
靜止定位精度
接收機(jī)靈敏度
動(dòng)態(tài)定位時(shí)間
在測(cè)試當(dāng)中GPS首次定位時(shí)間是檢測(cè)它性能的首要條件，主要檢測(cè)在正常無(wú)干擾信號(hào)條件下，GPS的定位時(shí)間與搜索衛(wèi)星的數(shù)量。
下面我將介紹一下GPS的首次定位時(shí)間測(cè)試。
進(jìn)行測(cè)試所用到的設(shè)備包括：信號(hào)源（E4438C）、干擾源（E8572D）、功率分配器、衰減器、射頻線。
注意：當(dāng)我門(mén)測(cè)試的時(shí)候必須要再屏蔽室中搭建測(cè)試環(huán)境，否則GPS接收的信號(hào)就不是信號(hào)源所給出的信號(hào)，測(cè)試出來(lái)的結(jié)果就不是真正所要的結(jié)果。
具體測(cè)試操作步驟：
GPS首次定位時(shí)間
打開(kāi)信號(hào)源E4438C，進(jìn)入Mode選件然后點(diǎn)擊屏幕最后一個(gè)按鍵翻頁(yè)，進(jìn)入第二頁(yè)后 選擇GPS選項(xiàng)。
當(dāng)進(jìn)入GPS選件后屏幕會(huì)有兩行顯示，這時(shí)我們選擇RealTimeMSGPS選項(xiàng)。
進(jìn)入下圖1界面的時(shí)候我門(mén)需要設(shè)置最大衛(wèi)星顆數(shù)，然后進(jìn)入Scenario選項(xiàng)。
再進(jìn)入GotoRow選項(xiàng)選擇需要的地圖，找到“selectScenario”選件點(diǎn)擊這個(gè)選項(xiàng)，就已經(jīng)進(jìn)入到所需要的地圖當(dāng)中了。
選定了地圖后在屏幕界面右上方會(huì)有一個(gè)RealTimeMSGPSOff/ON的選項(xiàng)，這個(gè)選項(xiàng)是打開(kāi)或者關(guān)閉GPS信號(hào)的選件，我們按下按鈕選擇打開(kāi)GPS信號(hào)。（按下選件按鈕的時(shí)候注意，按一下等待幾秒鐘看看信號(hào)是否打開(kāi)，如果沒(méi)有重復(fù)操作）
進(jìn)入E4438C中的Amplitude選件設(shè)置信號(hào)強(qiáng)度，信號(hào)強(qiáng)度不要設(shè)置太大，因?yàn)镚PS接收的信號(hào)本來(lái)就很?。ㄐ盘?hào)大約在-100dBm左右），輸出信號(hào)過(guò)大會(huì)導(dǎo)致GPS不能定位。
啟動(dòng)GPS定位軟件，按照下面的表格填依次測(cè)試GPS2D定位時(shí)間、GPS3D的定位時(shí)間。（不同信號(hào)強(qiáng)度測(cè)試的時(shí)候必須重新啟動(dòng)GPS）
表1
射頻干擾測(cè)試
搭建測(cè)試示意圖如下圖2
按照?qǐng)D2示意圖搭建系統(tǒng)，
首先讓GPS進(jìn)入搜索狀態(tài)，打開(kāi)GPS信號(hào)源。
確認(rèn)GPS有效3D定位記錄下此時(shí)信號(hào)強(qiáng)度。
在模擬信號(hào)不變的情況下，將干擾信號(hào)設(shè)置為相同頻率與功率，然后逐漸以1dBm的幅度增加干擾信號(hào)。
檢測(cè)干擾信號(hào)的強(qiáng)度在多大時(shí)候GPS丟失導(dǎo)航定位。
記錄下干擾信號(hào)源的信號(hào)強(qiáng)度。
在這里我們只簡(jiǎn)單介紹了GPS產(chǎn)品部分的測(cè)試，如果想了解更多的測(cè)試信息可聯(lián)系就近的摩爾實(shí)驗(yàn)室（MORLAB）。
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