GPS接收機性能驗證測試方案

全球定位系統(tǒng)（GPS）接收機技術自從1983年免費開放民間使用以來，已得到了廣泛應用，如今從手機到個人導航設備（PND），再到照相機和帶有RFID標簽的其他同類產品，電子世界到處都有GPS的身影。

    盡管GPS技術日益普及，但是GPS接收機制造商、OEM集成商仍在為如何驗證GPS接收機性能的標準測試而煩惱。無論是驗證GPS接收機整機的功能，還是客觀地測量各種GPS IC的性能，都需要一個能夠重復執(zhí)行精確測量的可控環(huán)境（比如屏蔽室）。大多數(shù)情況下，制造商使用天線來接收實際的GPS衛(wèi)星信號，但往往這樣的測試，由于受到復雜的氣候影響，電離層延遲，多徑衰減等因素，使得測量可重復性非常差，盡管耗費了很多人力和時間，卻很難得到一個真實而精準的數(shù)據(jù)。

    為了幫助GPS制造商解決上述難題，深圳摩爾實驗室（MORLAB）引進了Agilent公司的GPS接收機測量系統(tǒng)，此系統(tǒng)配合摩爾實驗室的測試環(huán)境，可以有效幫助GPS接收機制造商進行接收機性能驗證測試。

    該系統(tǒng)具有一下功能：
    １. 可提供多衛(wèi)星GPS配置（最多８顆衛(wèi)星）；
    ２. 信號可仿真實際場景（多個城市的場景）；
    ３. 可提供實時衛(wèi)星數(shù)據(jù)（與發(fā)送多普勒頻移和導航信息的衛(wèi)星同步）；
    ４. 可調整可見衛(wèi)星數(shù)量（１顆到８顆）；
    ５. 可使用SCPI命令進行自動波形回放；
    ６. 可配合5515C等設備完成A-GPS部分的模擬；

    MORLAB的GPS接收機性能驗證測試方案主要包括以下測試，性能測試部分主要采用傳導的測試方式，測試配置如圖1所示：

圖1 測試配置

    性能測試項目包括以下內容：

    1.首次定位時間（TTFF）
    此項測試的目的是測量GPS接收機從冷啟動到實現(xiàn)GPS導航定位所需要的時間。冷啟動是指接收機在不使用當前星歷表數(shù)據(jù)的情況下開機。通?？赏ㄟ^關閉接收機至少２小時，或者使其星歷數(shù)據(jù)在相隔1000公里以上的兩個距離間進行切換，來實現(xiàn)冷啟動。TTFF是指GPS接收機從開機（接通電源）到通過仿真獲得第一個有效的3D導航數(shù)據(jù)點之間間隔的時間。

    2. 熱啟動到首次定位時間
    此項測試的目的是測量GPS接收機從熱啟動到實現(xiàn)首次GPS導航定位所需的時間，熱啟動一般可以通過將先前出于開機狀態(tài)的接收機關閉一段時間，然后再啟動來實現(xiàn)。

    3.重新捕獲時間
    此項測試的目的是確定在正常工作期間，所有GPS信號出現(xiàn)短暫阻斷后，GPS接收機重新捕獲導航定位所需的時間。實現(xiàn)信號阻斷通常通過斷開衛(wèi)星信號模擬器至接收機的饋線實現(xiàn)。

    4.靜止導航精度
此項測試的目標是確定接收機定位仿真位置的精度。在此項測試中，使用靜止場景作為GPS仿真信號。

    5.射頻干擾
    此項測試的目的是確定GPS接收機再輸入端接收到干擾信號時保持正常工作的能力。

    6.接收機靈敏度
    此項測試的目的是通過在各種GPS信號功率電平下信號強度（C/N,載噪比），來驗證接收機的靈敏度。
    注意：一般來講，上述測試需要收集至少20個有效采樣，然后分析數(shù)據(jù)，得到最終結果。為了保證測試不受到其他影響，提高測試可重復性，所有測試在屏蔽室內完成。

    通過MORLAB上述性能驗證測試，相信可以很大程度上可幫助GPS廠家優(yōu)化其產品的設計，使得研發(fā)更具效率和針對性，同時MORLAB利用其在移動通信測試領域多年經驗，可以幫助您的產品不出摩爾實驗室，完成包括性能測試、EMC、安全、OTA、RoHS等相關測試，順利通過CE、FCC、IC等國外認證，使您的產品順利銷往全球。另外MORLAB近期將推出手機A-GPS測試方案，敬請關注。