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，可根據現有的敏感度功率強度，量測接收器的 C/N 比值;亦可根據不同的 RF 功率強度，得出系統敏感度。

　　為了說(shuō)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約為 8 dB。而表7 顯示相關(guān)結果?！　?/p>

 

　　如表7 所示，此量測范例的 RF 功率與 C/N 比值，幾乎是呈現完整的線(xiàn)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;接收器報表將出現可能的最大 C/N 值。然而，因為在任何條件下，進(jìn)行實(shí)驗的芯片組均不會(huì )產(chǎn)生超過(guò) 54 dB-Hz 的 C/N 值，所以這些結果均屬預期范圍之中。

　　根據表6中所示 RF 功率與敏感度之間的線(xiàn)性關(guān)系，其實(shí)僅需針對接收器模擬不同的功率強度，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，再從結果中推斷出敏感度的信息。

　　找出噪聲指數

　　又根據等式 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。亦如下方等式 15 所示?！　?/p>

等式 15. 接收器噪聲指數為功率與 C/N 比值所構成的函式。

　　而由表7 所示，接收器的噪聲指數將直接與 RF 功率強度與載噪比互成比例。根據此關(guān)系，我們僅需針對 RF 功率強度與 C/N 進(jìn)行關(guān)聯(lián)性，即可量測芯片組的噪聲指數。而此項量測中請注意，應以 0.1 dB 為單位增加產(chǎn)生器的功率。由于 NMEA-183 協(xié)議所得到的衛星 C/N 值，是以最接近的小數字為準，因此在量測接收器 C/N 比值時(shí)，應估算噪聲指數達 1 位數的精確度。范例結果如圖 18 所示?！　?/p>

 

　　如表8 所示，若 RF 功率強度處于 -136.6 dBm ~ -135.7 dBm 之間，則其 C/N 比值將維持于 30 dB-Hz。若以舍入法計算 NMEA-183 的數據時(shí)，則幾乎可確定 -136.1 dBm 功率強度將產(chǎn)生 30.0 dB-Hz 的 C/N 比值無(wú)誤。透過(guò)等式 14，芯片組的噪聲指數則為 -174.0 dBm + -136.1 dBm + 30.0 dB-Hz = 7.9 dB。請注意，此計算是根據 2 組不確定性系數而進(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。

　　多組衛星的 GPS 接收器量測

　　敏感度量測需要單一衛星激發(fā)，而有多項接收器量測需要可仿真多組衛星的單一測試激發(fā)。更進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，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 組衛星進(jìn)行 3D 定位作業(yè)，因此這些量測將較敏感度量測來(lái)得耗時(shí)。也因此，多項定位量測作業(yè)均于檢驗與校準作業(yè)中進(jìn)行，而非生產(chǎn)測試時(shí)才執行。

　　此章節將說(shuō)明可為接收器提供多組衛星訊號的方法。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行方法。若是討論 RF 記錄與播放作業(yè)，將一并說(shuō)明應如何在多項環(huán)境條件下，校準接收器的效能。

　　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，為設計 GPS 接收器的首要檢驗作業(yè)。若您已將多種消費性的 GPS 應用了然于胸，即應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，則應透過(guò)導航訊息 (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 30 秒，因此「冷啟動(dòng) (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種 TTFF 狀態(tài)。最常見(jiàn)的為：