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GPS接收機性能驗證測試設計方案

GPS接收機性能驗證測試設計方案
如今從手機到個人導航設備(PND),再到照相機和帶有RFID標籤的其他同類產品,電子世界到處都有GPS的身影。儘管GPS技術日益普及,但是GPS接收機製造商、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,都需要一個能夠重複執行精確測量的可控環境(比如遮罩室)。大多數情況下,製造商使用天線來接收實際的GPS衛星信號,但往往這樣的測試,由於受到複雜的氣候影響,電離層延遲,多徑衰減等因素,使得測量可重複性非常差,儘管耗費了很多人力和時間,卻很難得到一個真實而精准的數據。
為了幫助GPS製造商解決上述難題,深圳摩爾實驗室(MORLAB)引進了Agilent公司的GPS接收機測量系統,此系統配合摩爾實驗室的測試環境,可以有效幫助GPS接收機製造商進行接收機性能驗證測試。
該系統具有一下功能:
    1. 可提供多衛星GPS配置(最多8顆衛星);
    2. 信號可仿真實際場景(多個城市的場景);
    3. 可提供即時衛星數據(與發送多普勒頻移和導航資訊的衛星同步);
    4. 可調整可見衛星數量(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,性能測試部分主要採用傳導的測試方式,測試配置如圖1所示:

圖1 測試配置
性能測試專案包括以下內容:
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曆表數據的情況下開機。通常可通過關閉接收機至少2小時,或者使其星歷數據在相隔1000公里以上的兩個距離間進行切換,來實現冷啟動。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導航數據點之間間隔的時間。
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於開機狀態的接收機關閉一段時間,然後再啟動來實現。
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信號出現短暫阻斷後,GPS接收機重新捕獲導航定位所需的時間。實現信號阻斷通常通過斷開衛星信號模擬器至接收機的饋線實現。
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。圖2顯示了測試配置,

圖2 射頻干擾測試配置
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個有效採樣,然後分析數據,得到最終結果。為了保證測試不受到其他影響,提高測試可重複性,所有測試在遮罩室內完成。
通過MORLAB上述性能驗證測試,相信可以很大程度上可幫助GPS廠家優化其產品的設計,使得研發更具效率和針對性,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。
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