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行精確測量的可控環境（比如屏蔽室）。大多數情況下，制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據。

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，此系統配合摩爾實驗室的測試環境，可以有效幫助GPS接收機制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.可提供實時衛星數據（與發送多普勒頻移和導航信息的衛星同步）；
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于開機狀態的接收機關閉一段時間，然后再啟動來實現。

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信號出現短暫阻斷后，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個有效采樣，然后分析數據，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。