GPS接收機(jī)性能驗(yàn)證測試設(shè)計(jì)方案

如今從手機(jī)到個(gè)人導(dǎo)航設(shè)備（PND），再到照相機(jī)和帶有RFID標(biāo)簽的其他同類產(chǎn)品，電子世界到處都有GPS的身影。盡管GPS技術(shù)日益普及，但是GPS接收機(jī)制造商、OEM集成商仍在為如何驗(yàn)證GPS接收機(jī)性能的標(biāo)準(zhǔn)測試而煩惱。無論是驗(yàn)證GPS接收機(jī)整機(jī)的功能，還是客觀地測量各種GPS IC的性能，都需要一個(gè)能夠重復(fù)執(zhí)行精確測量的可控環(huán)境（比如屏蔽室）。大多數(shù)情況下，制造商使用天線來接收實(shí)際的GPS衛(wèi)星信號(hào)，但往往這樣的測試，由于受到復(fù)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(fù)性非常差，盡管耗費(fèi)了很多人力和時(shí)間，卻很難得到一個(gè)真實(shí)而精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。

為了幫助GPS制造商解決上述難題，深圳摩爾實(shí)驗(yàn)室（MORLAB）引進(jìn)了Agilent公司的GPS接收機(jī)測量系統(tǒng)，此系統(tǒng)配合摩爾實(shí)驗(yàn)室的測試環(huán)境，可以有效幫助GPS接收機(jī)制造商進(jìn)行接收機(jī)性能驗(yàn)證測試。

該系統(tǒng)具有一下功能：
１.可提供多衛(wèi)星GPS配置（最多８顆衛(wèi)星）；
２.信號(hào)可仿真實(shí)際場景（多個(gè)城市的場景）；
３.可提供實(shí)時(shí)衛(wèi)星數(shù)據(jù)（與發(fā)送多普勒頻移和導(dǎo)航信息的衛(wèi)星同步）；
４.可調(diào)整可見衛(wèi)星數(shù)量（１顆到８顆）；
５.可使用SCPI命令進(jìn)行自動(dòng)波形回放；
６.可配合5515C等設(shè)備完成A-GPS部分的模擬；

MORLAB的GPS接收機(jī)性能驗(yàn)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(dǎo)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(xiàng)目包括以下內(nèi)容：

1.首次定位時(shí)間（TTFF）
此項(xiàng)測試的目的是測量GPS接收機(jī)從冷啟動(dòng)到實(shí)現(xiàn)GPS導(dǎo)航定位所需要的時(shí)間。冷啟動(dòng)是指接收機(jī)在不使用當(dāng)前星歷表數(shù)據(jù)的情況下開機(jī)。通?？赏ㄟ^關(guān)閉接收機(jī)至少２小時(shí)，或者使其星歷數(shù)據(jù)在相隔1000公里以上的兩個(gè)距離間進(jìn)行切換，來實(shí)現(xiàn)冷啟動(dòng)。TTFF是指GPS接收機(jī)從開機(jī)（接通電源）到通過仿真獲得第一個(gè)有效的3D導(dǎo)航數(shù)據(jù)點(diǎn)之間間隔的時(shí)間。

2. 熱啟動(dòng)到首次定位時(shí)間
此項(xiàng)測試的目的是測量GPS接收機(jī)從熱啟動(dòng)到實(shí)現(xiàn)首次GPS導(dǎo)航定位所需的時(shí)間，熱啟動(dòng)一般可以通過將先前出于開機(jī)狀態(tài)的接收機(jī)關(guān)閉一段時(shí)間，然后再啟動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。

3.重新捕獲時(shí)間
此項(xiàng)測試的目的是確定在正常工作期間，所有GPS信號(hào)出現(xiàn)短暫阻斷后，GPS接收機(jī)重新捕獲導(dǎo)航定位所需的時(shí)間。實(shí)現(xiàn)信號(hào)阻斷通常通過斷開衛(wèi)星信號(hào)模擬器至接收機(jī)的饋線實(shí)現(xiàn)。

4.靜止導(dǎo)航精度
此項(xiàng)測試的目標(biāo)是確定接收機(jī)定位仿真位置的精度。在此項(xiàng)測試中，使用靜止場景作為GPS仿真信號(hào)。

5.射頻干擾
此項(xiàng)測試的目的是確定GPS接收機(jī)再輸入端接收到干擾信號(hào)時(shí)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(jī)靈敏度
此項(xiàng)測試的目的是通過在各種GPS信號(hào)功率電平下信號(hào)強(qiáng)度（C/N,載噪比），來驗(yàn)證接收機(jī)的靈敏度。
注意：一般來講，上述測試需要收集至少20個(gè)有效采樣，然后分析數(shù)據(jù)，得到最終結(jié)果。為了保證測試不受到其他影響，提高測試可重復(fù)性，所有測試在屏蔽室內(nèi)完成。

通過MORLAB上述性能驗(yàn)證測試，相信可以很大程度上可幫助GPS廠家優(yōu)化其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，使得研發(fā)更具效率和針對(duì)性，同時(shí)MORLAB利用其在移動(dòng)通信測試領(lǐng)域多年經(jīng)驗(yàn)，可以幫助您的產(chǎn)品不出摩爾實(shí)驗(yàn)室，完成包括性能測試、EMC、安全、OTA、RoHS等相關(guān)測試，順利通過CE、FCC、IC等國外認(rèn)證，使您的產(chǎn)品順利銷往全球。另外MORLAB近期將推出手機(jī)A-GPS測試方案，敬請(qǐng)關(guān)注。