GPS接收器測試
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串聯(lián)式 (Noise figure) 噪聲系數計算
若要計算已記錄 GPS 訊號的總噪聲量，只要找出整體 RF 前端的噪聲系數即可。就一般情況來(lái)說(shuō)，整組系統的噪聲系數，往往受到系統的第一組放大器所影響。在所有 RF 組件或系統中，噪聲系數均可視為 SNRin 與 SNRout (參閱：量測技術(shù)的噪聲系數) 的比例。當記錄 GPS 訊號時(shí)，必須先找出整體 RF 前端的噪聲系數。
當執行串聯(lián)式噪聲系數計算時(shí)，必須先行針對每筆噪聲系數與增益，將之轉換為線(xiàn)性等式;即所謂的「噪聲因子 (Noise factor)」。當以串聯(lián)的 RF 組件計算系統的噪聲系數時(shí)，即可先找出系統的噪聲因子，并接著(zhù)轉換為噪聲系數。因此系統的噪聲系數必須使用下列等式計算之：
請注意，由于噪聲因子 (nf) 與增益 (g) 屬于線(xiàn)性關(guān)系而非對數 (Logarithmic) 關(guān)系，因此以小寫(xiě)表示之。下列即為增益與噪聲系數，從線(xiàn)性轉換為對數 (反之亦然) 的等式：
內建低噪聲放大器 (LNA) 的主動(dòng)式 GPS 天線(xiàn)，一般均提供 30 dB 的增益，且其噪聲系數約為 1.5 dB。在儀控記錄作業(yè)的第二階段，則由 NI PXI-5690 提供 30 dB 的附加增益。由于其噪聲系數較高 (5 dB)，因此第二組放大器僅將產(chǎn)生極小的噪聲至系統中。在教學(xué)實(shí)作中，可針對記錄儀控作業(yè)的完整 RF 前端，使用等式 2 計算其噪聲因子。增益與噪聲系數值即如下圖所示：
根據上列計算，即可找出接收器的整體噪聲因子：
若要將噪聲因子轉換為噪聲系數 (單位為 dB)，則可套用等式 3 以獲得下列結果：
如等式 8 所示，第一組 LNA (1.5 dB) 的噪聲系數，將影響整組量測系統的噪聲系數。透過(guò) VSA 的相關(guān)設定，可讓儀器的噪聲水平 (Noise floor) 低于輸入激發(fā)的噪聲水平，因此用戶(hù)所進(jìn)行的記錄作業(yè)，將僅對無(wú)線(xiàn)訊號造成 1.507 dB 的噪聲。
對 GPS 接收器發(fā)出訊號
由于多款接收器可使用合適的軟件，讓用戶(hù)呈現如經(jīng)度與緯度的信息，因此需要更標準化的方式進(jìn)行自動(dòng)量測作業(yè)。還好，目前有多款接收器均可透過(guò)眾所周知的 NMEA-183 協(xié)議，以設定對 PXI 控制器發(fā)出訊號。如此一來(lái)，接收器將可透過(guò)序列或 USB 連接線(xiàn)，連續傳送相關(guān)指令。在 NI LabVIEW 中，所有的指令均可轉換語(yǔ)法，以回傳衛星與定位信息。NMEA-183 協(xié)議可支持 6 種基本指令，并各自代表專(zhuān)屬的信息。這些指令即如下表所示：
以實(shí)際測試需要而言，GGA、GSA，與 GSV 指令應最為實(shí)用。更值得一提的是，GSA 指令的信息可用于了解接收器是否可達到定位作業(yè)需要，或可用于首次定位時(shí)間 (Time To First Fix，TTFF) 量測。當執行高敏感性的量測時(shí)，實(shí)際可針對所追蹤的衛星，使用 GSV 指令回傳 C/N (Carrier-to-noise) 比。
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