什么是GNSS測試？如何進(jìn)行GNSS測試？

介紹

GPS/GNSS信號無處不在，低成本和高性能使現(xiàn)在越來越多設(shè)備都會安裝GNSS接收器，而能夠在多個頻率上傳輸信號的多個GNSS星座，以及不同的GNSS精度都是在選擇GNSS接收器時需要考慮的因素。

接收器的集成方式會對產(chǎn)品性能產(chǎn)生重要影響，同時還需要確保系統(tǒng)不會產(chǎn)生干擾GNSS接收的噪聲。虹科Orolia GNSS模擬器是GNSS測試的最佳方案，它允許在模擬環(huán)境中對具有GNSS接收器的設(shè)備進(jìn)行可重復(fù)性測試。

GNSS測試

基本的GNSS測試，即GNSS接收器的關(guān)鍵性能測試，包括：

• 首次定位時間（TTFF）

這是接收器報告其計算的日期、時間和位置（定位）所需的時間量，通常以秒為單位。該時間是從接收器重置到接收器報告定位的時間。不同類型的復(fù)位可在任何接收器上執(zhí)行：冷啟動、熱啟動。

當(dāng)執(zhí)行冷啟動時，接收器內(nèi)存被清除，接收器必須在不使用任何保存信息的情況下執(zhí)行計算。刪除有關(guān)衛(wèi)星星座（歷書）、每顆衛(wèi)星的精確軌道和時鐘數(shù)據(jù)（星歷）以及日期、時間和位置的數(shù)據(jù)。接收器上的冷復(fù)位通常不通過關(guān)閉設(shè)備的電源來執(zhí)行，而是需要向接收器發(fā)送單獨的命令。首次定位時間在冷復(fù)位時最長。

熱重啟（warm reset）通常通過關(guān)閉設(shè)備電源，然后重新啟動來執(zhí)行。熱重啟將歷書信息保留在內(nèi)存中，并刪除星歷以及日期、時間和位置信息，這允許接收器比冷復(fù)位更快地獲得定位。

當(dāng)GNSS接收暫時中斷（例如通過隧道），然后再次開始接收時，這稱為熱重置（hot reset）。接收器保留所有存儲的信息（歷書、星歷、日期/時間、位置），并可以快速獲得定位。

對于用戶必須盡快獲得位置或時間信息的應(yīng)用程序，例如，對于用于汽車儀表板導(dǎo)航的GNSS接收器來說，在獲得定位之前是無法提供行駛方向的。而對于固定應(yīng)用中的定時接收器而言，更長的TTFF則并不重要。

• 定位精度

通過比較來自虹科Orolia GNSS模擬器的數(shù)據(jù)與接收器報告的位置數(shù)據(jù)來測量位置精度，并在不同的運動軌跡和/或在不同的位置進(jìn)行測量。

位置精度測試通常包括在一段時間內(nèi)運行測試，并每隔一段時間收集位置誤差（例如：運行測試一小時，然后每秒收集測量數(shù)據(jù)）。虹科Orolia GNSS模擬器可以實時進(jìn)行精度測試，在測試后再進(jìn)行統(tǒng)計分析。

• 定時精度

通過比較來自虹科Orolia GNSS模擬器的每秒1脈沖信號（1PPS）與被測接收器生成的1PPS信號，來執(zhí)行定時精度測試。使用時間間隔計數(shù)器或示波器可以確定接收器的定時精度，與定位精度測試一樣，測量值需要在一段時間內(nèi)每秒收集一次。

• 靈敏度

接收器靈敏度是GNSS信號能夠具有的最低功率電平，GNSS接收器能夠鎖定這些信號并繼續(xù)跟蹤。靈敏度有兩種重要類型：捕獲和跟蹤。

捕獲靈敏度是接收機(jī)第一次鎖定GNSS信號所需的功率電平；跟蹤靈敏度是接收機(jī)在捕獲后保持跟蹤信號所需的功率電平。信號的獲取需要比維持跟蹤所需電平更高的功率電平。

• GNSS誤差

自然環(huán)境中存在著一些會影響這些基本測試結(jié)果的干擾因素，所以要獲取準(zhǔn)確結(jié)果，在模擬真實運行的環(huán)境中測試設(shè)備是非常重要的。

當(dāng)GNSS信號從衛(wèi)星傳輸?shù)浇邮掌鲿r，它會穿過電離層和對流層，選擇用于測試的任何模擬器都應(yīng)能夠設(shè)置大氣模型并添加誤差，以便可以在不同的誤差條件下測試接收器設(shè)備。當(dāng)來自衛(wèi)星的信號從物體或地面反射并導(dǎo)致主信號的多個回波到達(dá)接收器時，就會發(fā)生多徑，多徑可以在任何環(huán)境中發(fā)生，建筑物越密集，多徑發(fā)生的次數(shù)就越多。當(dāng)附近有發(fā)射機(jī)以干擾GNSS的頻率發(fā)射時，就會發(fā)生局部射頻干擾。干擾可以始終存在或隨機(jī)發(fā)生，所以需要測試地面附近重要應(yīng)用操作設(shè)備的接收器性能，以避免干擾帶來的影響。

干擾對接收機(jī)的影響與射頻干擾相同，但由于干擾旨在干擾GNSS接收機(jī)，影響可能會更大；欺騙是通過向接收器發(fā)送類似GNSS的信號，試圖欺騙GNSS接收器，使其認(rèn)為自己位于不同的位置。

總結(jié)

GPS/GNSS信號應(yīng)用廣泛，根據(jù)應(yīng)用和環(huán)境情況，可以確定測試中最重要的內(nèi)容。虹科提供了重要的高級模擬工具，能夠?qū)崿F(xiàn)不同的測試功能與要求，以幫助任何GNSS設(shè)備在任何環(huán)境下都能夠穩(wěn)健運行。