GPS接收器測試

　　其實(shí)有多種方法可量測敏感度。如上表所示，RF 功率與敏感度具有直接相關(guān)性。因此，可根據(jù)現(xiàn)有的敏感度功率強(qiáng)度，量測接收器的 C/N 比值;亦可根據(jù)不同的 RF 功率強(qiáng)度，得出系統(tǒng)敏感度。

　　為了說明這點(diǎn)，則可注意 RF 訊號功率與 GPS 接收器 C/N 比值，在不同功率強(qiáng)度之下的關(guān)系。下方量測作業(yè)所套用的激發(fā)，即忽略了第一組 LNA 而進(jìn)行，且接收器的整體噪聲指數(shù)約為 8 dB。而表7 顯示相關(guān)結(jié)果?！　?/p>

 

　　如表7 所示，此量測范例的 RF 功率與 C/N 比值，幾乎是呈現(xiàn)完整的線性關(guān)系。而若使用高輸入功率模擬 C/N 比值，將產(chǎn)生例外情況;接收器報(bào)表將出現(xiàn)可能的最大 C/N 值。然而，因?yàn)樵谌魏螚l件下，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的芯片組均不會產(chǎn)生超過 54 dB-Hz 的 C/N 值，所以這些結(jié)果均屬預(yù)期范圍之中。

　　根據(jù)表6中所示 RF 功率與敏感度之間的線性關(guān)系，其實(shí)僅需針對接收器模擬不同的功率強(qiáng)度，即可進(jìn)行 GPS 接收器的生產(chǎn)測試作業(yè)。若接收器在 -142 dBm 得出 28 dB-Hz 的 C/N 值，則亦可于 -136 dBm 得到 34 dB-Hz 的 C/N 值。若特別注重量測速度，則可使用較高的 C/N 值，再從結(jié)果中推斷出敏感度的信息。

　　找出噪聲指數(shù)

　　又根據(jù)等式 13 與 14，搭配相關(guān)載噪比 (Carrier-to-noise ratio)，則可得出接收器或芯片組的噪聲指數(shù)。亦如下方等式 15 所示?！　?/p>

等式 15. 接收器噪聲指數(shù)為功率與 C/N 比值所構(gòu)成的函式。

　　而由表7 所示，接收器的噪聲指數(shù)將直接與 RF 功率強(qiáng)度與載噪比互成比例。根據(jù)此關(guān)系，我們僅需針對 RF 功率強(qiáng)度與 C/N 進(jìn)行關(guān)聯(lián)性，即可量測芯片組的噪聲指數(shù)。而此項(xiàng)量測中請注意，應(yīng)以 0.1 dB 為單位增加產(chǎn)生器的功率。由于 NMEA-183 協(xié)議所得到的衛(wèi)星 C/N 值，是以最接近的小數(shù)字為準(zhǔn)，因此在量測接收器 C/N 比值時(shí)，應(yīng)估算噪聲指數(shù)達(dá) 1 位數(shù)的精確度。范例結(jié)果如圖 18 所示。　　

 

　　如表8 所示，若 RF 功率強(qiáng)度處于 -136.6 dBm ~ -135.7 dBm 之間，則其 C/N 比值將維持于 30 dB-Hz。若以舍入法計(jì)算 NMEA-183 的數(shù)據(jù)時(shí)，則幾乎可確定 -136.1 dBm 功率強(qiáng)度將產(chǎn)生 30.0 dB-Hz 的 C/N 比值無誤。透過等式 14，芯片組的噪聲指數(shù)則為 -174.0 dBm + -136.1 dBm + 30.0 dB-Hz = 7.9 dB。請注意，此計(jì)算是根據(jù) 2 組不確定性系數(shù)而進(jìn)行：向量訊號產(chǎn)生器的功率不確定性，還有接收器所產(chǎn)生的 C/N 不確定性。

　　多組衛(wèi)星的 GPS 接收器量測

　　敏感度量測需要單一衛(wèi)星激發(fā)，而有多項(xiàng)接收器量測需要可仿真多組衛(wèi)星的單一測試激發(fā)。更進(jìn)一步來說，如首次定位時(shí)間 (TTFF)、定位精確度，與精確度降低 (Dilution of precision) 的量測作業(yè)，均需要接收器進(jìn)行定位。由于接收器需要至少 4 組衛(wèi)星進(jìn)行 3D 定位作業(yè)，因此這些量測將較敏感度量測來得耗時(shí)。也因此，多項(xiàng)定位量測作業(yè)均于檢驗(yàn)與校準(zhǔn)作業(yè)中進(jìn)行，而非生產(chǎn)測試時(shí)才執(zhí)行。

　　此章節(jié)將說明可為接收器提供多組衛(wèi)星訊號的方法。在討論 GPS 仿真作業(yè)時(shí)，亦將讓使用者了解 TTFF 與定位精確度量測的執(zhí)行方法。若是討論 RF 記錄與播放作業(yè)，將一并說明應(yīng)如何在多項(xiàng)環(huán)境條件下，校準(zhǔn)接收器的效能。

　　量測首次定位時(shí)間 (TTFF) 與定位精確度

　　首次定位時(shí)間 (TTFF) 與定位精確度量測，為設(shè)計(jì) GPS 接收器的首要檢驗(yàn)作業(yè)。若您已將多種消費(fèi)性的 GPS 應(yīng)用了然于胸，即應(yīng)知道接收器回傳其實(shí)際位置所需的時(shí)間，將大幅影響接收器的用途。此外，接收器回報(bào)其位置的精確度亦甚為重要。

　　為了讓接收器可進(jìn)行定位，則應(yīng)透過導(dǎo)航訊息 (Navigation message) 下載星歷與年歷信息。由于接收器下載完整 GPS 框架必須耗費(fèi) 30 秒，因此「冷啟動 (Cold start)」的 TTFF 狀態(tài)則需要 30 ~ 60 秒。事實(shí)上，多款接收器可指定數(shù)種 TTFF 狀態(tài)。最常見的為：