GPS 接收器测试

2012-06-25 17:08:21来源: 21ic

概观

从波音 747 客机的导航操作、汽车驾驶每天都会使用的 GPS 导航系统,到寻宝者要找到深藏于森林某处的宝藏,GPS 技术已经迅速融入于多种应用中。
正当创新技术不断提升 GPS 接收器效能的同时,相关的技术特性亦越来越完整。时至今日,软件甚至可建立 GPS 波形,以精确仿真实际的讯号。除此之外,仪器总线技术亦不断提升,目前即可透过 PXI 仪控功能,以记录并播放实时的 GPS 讯号。

介绍

由于 GPS 技术已于一般商用市场逐渐普及,因此多项设计均着眼于提升相关特性,如:

1)      降低耗电量

2)      可寻找微弱的卫星讯号

3)      较快的撷取次数

4)      更精确的定位功能

透过此应用说明,将可了解进行多项 GPS 接收器量测的方法:敏感度、噪声系数、定位精确度、首次定位时间,与位置误差。此篇技术文件是要能让工程师彻底了解 GPS 的量测技术。对刚开始接触 GPS 接收器量测作业的工程师来说,可对常见的量测作业略知一二。若工程师已具有 GPS 量测的相关经验,亦可透过此篇技术文件初步了解新的仪控技术。此篇应用说明将分为下列数个段落:

GPS 技术的基础
GPS 量测系统
常见量测概述
a.     敏感度

b.     首次定位时间 (TTFF)

c.     定位精确度与重复性

d.     追踪精确度与重复性

每个段落均将提供数项实作秘诀与技巧。更重要的是,读者可将自己的结果与 GPS 接收器获得的结果进行比较。透过自己的结果、接收器的结果,再搭配理论量测的结果,即可进一步检视自己的量测数据。

GPS 导航系统介绍

全球定位系统 (GPS) 为空间架构的无线电导航系统,本由美国空军所研发。虽然 GPS 原是开发做为军事定位系统之用,却也对民间产生重要影响。事实上,您目前就可能在车辆、船舶,甚至移动电话中使用 GPS 接收器。GPS 导航系统包含由 24 组卫星,均以 L1 与 L2 频带 (Band) 进行多重讯号的传输。透过 1.57542 GHz 的 L1 频带,各组卫星均产生 1.023 Mchips BPSK (二进制相位键移) 的展频讯号。展频序列则使用称为 C/A (coarse acquisition) 码的虚拟随机数 (PN) 序列。虽然展频序列为 1.023 Mchips,但实际的讯号数据传输率为 50 Hz [1]。在系统的原始布署作业中,一般 GPS 接收器可达 20 ~ 30 公尺以上的精确度误差。此种误差肇因于美国军方依安全理由所附加的随机频率误差所致。然而,此称为选择性可靠度 (Selective availability) 误差讯号源,已于 2000 年 5 月 2 日取消。在今天,接收器的最大误差不超过 5 公尺,而一般误差已降至 1 ~ 2 公尺。

[1] [2] [3] [4]

关键字:GPS  接收器  传输数据

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0625/article_5294.html
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