GPS测试详解

2016-09-05 08:07:00来源: eefocus
    GPS是一种很常见的全球定位系统,一般民用GPS使用的是GPS系统的L1载波, 频率为1575.42MHz。那么一般GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上,24颗卫星以12小时的周期环绕地球运行, 使得在任意时刻, 在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。这样GPS可以有效的进行2D(平面地图)3D(立体地图)定位。

 

    那么GPS性能到底如何其实是看它接收信号的能力,也就是它的定位时间的精确度,搜索卫星的数量越多、时间越短定位就越准。所以在行业内对GPS有个完整的测试流程。

 

 

    对于GPS,测试包括定位精度,冷启动热启动温启动的TTFF,跟踪时间和捕获时间。此外还有A-GPS性能测试。但是这多是对于芯片处理运算能力的标准,对于单纯的射频链路,主要的就是信噪比C/N0,N0为噪声功率谱密度。这个也就是对于接收机的NF的测试。以往做过的项目是以-130dBm为参考值,按常温下热噪声是-174dBm/HZ,那输入SNR应该是44dB,现在手机GPS方案一般都是滤波器+LNA+滤波器的方案,按正常项目,前一个滤波器的插损应该是0.8dB左右,LNA的噪声系数1左右。LNA的增益一般在10以上,所以后面的滤波器贡献的NF就比较小了,所以算下来整个射频通路的NF大概是2dB左右,所以输出SNR应该是在41-42dB(这个需要用专门的软件来读).此外如果没有GPS卫星信号发生器,可以输入1575.42MHz的单点频信号进行测试,原理同上,不过要根据频谱分析仪的RBW设置适当调整要求值。由于一般频谱分析仪的噪底都在145dBm/Hz,所以输入信号就要设置的高一点,比如-80至-100dBm左右,也不要太高,毕竟要考虑到接收机的压缩特性。此外输出的不是比噪声功率谱密度而是比噪声了,所以结果要考虑到RBW的设置,比如输入-100,RBW设置为1K,NF是2,那么输出的SNR为-100dBm-(-174dBm/Hz+10LOG1000)-2=42.这里大家区分开C/N0和S/N,否则看到输入不同的功率结果却一样肯定会比较迷糊。

 

GPS测试项如下:

    GPS首次定位时间(第一次启动时2D定位与3D定位时间)

    射频信号干扰

    冷启动与暖启动定位时间

    接收机重新捕获GPS信号时间

    静止定位精度

    接收机灵敏度

    动态定位时间

 

 

    在测试当中GPS首次定位时间是检测它性能的首要条件,主要检测在正常无干扰信号条件下,GPS的定位时间与搜索卫星的数量。

    下面我将介绍一下GPS的首次定位时间测试。

    进行测试所用到的设备包括:信号源(E4438C)、干扰源(E8572D)、功率分配器、衰减器、射频线。

 

    注意:当我门测试的时候必须要再屏蔽室中搭建测试环境,否则GPS接收的信号就不是信号源所给出的信号,测试出来的结果就不是真正所要的结果。

 

具体测试操作步骤:

   GPS首次定位时间

   打开信号源E4438C,进入Mode选件然后点击屏幕最后一个按键翻页,进入第二页后 选择GPS选项。

   当进入GPS选件后屏幕会有两行显示,这时我们选择Real Time MSGPS选项。

 

   进入下图1界面的时候我门需要设置最大卫星颗数,然后进入Scenar io选项。

    再进入Goto Row选项选择需要的地图,找到“select Scenario”选件点击这个选项,就已经进入到所需要的地图当中了。

    选定了地图后在屏幕界面右上方会有一个Real Time MSGPS Off/ON的选项,这个选项是打开或者关闭GPS信号的选件,我们按下按钮选择打开GPS信号。(按下选件按钮的时候注意,按一下等待几秒钟看看信号是否打开,如果没有重复操作)

进入E4438C中的Amplitude选件设置信号强度,信号强度不要设置太大,因为GPS接收的信号本来就很小(信号大约在-100dBm左右),输出信号过大会导致GPS不能定位。

 

    启动GPS定位软件,按照下面的表格填依次测试GPS 2D定位时间、GPS 3D的定位时间。(不同信号强度测试的时候必须重新启动GPS)

 

信号强度(dBm)

GPS 2D定位时间

GPS 3D的定位时间

备注

-128

120秒

10分

 

-105

85秒

7分

 

-99

76秒

6分

 

 

                                                                                    表1

射频干扰测试

搭建测试示意图如下图2

按照图2示意图搭建系统,

    首先让GPS进入搜索状态,打开GPS信号源。

    确认GPS有效3D定位记录下此时信号强度。

    在模拟信号不变的情况下,将干扰信号设置为相同频率与功率,然后逐渐以1dBm的幅度增加干扰信号。

    检测干扰信号的强度在多大时候GPS丢失导航定位。

    记录下干扰信号源的信号强度。

 

 

    在这里我们只简单介绍了GPS产品部分的测试,如果想了解更多的测试信息可联系就近的摩尔实验室(MORLAB)。

关键字:GPS测试  测试软件

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016090517052.html
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