GPS接收器測試
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量測動態(tài)定位精確度
GPS 接收器測試的最后 1 種方法，即是量測接收器的追蹤功能，使其在大范圍的功率強(qiáng)度與速度中維持定位。在過去，此種測試 (往往亦為功能測試) 的常見方法之一，即是整合驅(qū)動測試與多路徑衰減 (Multi-path fading) 模擬。在驅(qū)動測試 (Drive test) 中，我們使用可導(dǎo)入大量訊號減損 (Impairment) 的已知路徑，驅(qū)動原型接收器。由于驅(qū)動測試是將自然減損套用至 GPS 衛(wèi)星訊號的簡單方法，因此這些量測往往亦不可重復(fù)。事實上，如GPS 衛(wèi)星移動、天氣條件的變化，甚至年度時間 (Time of year) 的因素，均可影響接收器的效能。
因此，目前有 1 種逐漸普及的方法，即是于驅(qū)動測試上記錄 GPS 訊號，以大量訊號減損檢驗接收器效能。若要進(jìn)一步了解設(shè)定 GPS 記錄系統(tǒng)的方法，請參閱前述章節(jié)。而在驅(qū)動測試方案中，有多款 PXI 機(jī)箱可供選擇。最簡單的方式，即是使用 DC 機(jī)箱并以汽車電池進(jìn)行供電。其次可使用標(biāo)準(zhǔn)的 AC 機(jī)箱，搭配轉(zhuǎn)換器即可使用汽車電池供電。在此 2 種選項中，DC 機(jī)箱的耗電量較低，但亦較難以于實驗室中供電。如下列所示的標(biāo)準(zhǔn) AC 機(jī)箱使用結(jié)果，其所供電的系統(tǒng)則包含 1 組外接的車用電池，與 1 組 DC to AC 轉(zhuǎn)換器。
一旦我們完成 GPS 訊號的記錄作業(yè)，即可透過相同的測試數(shù)據(jù)重復(fù)測試接收器。在下方的說明中，我們追蹤接收器的經(jīng)度、緯度，與速度。透過串行端口與每秒 1 次的 NMEA-183 指令讀取速率，從接收器讀取所需的數(shù)據(jù)。在下方量測中，我們所呈現(xiàn)的接收器特性參數(shù)，僅有定位與衛(wèi)星 C/N 值。請注意，在執(zhí)行這些量測作業(yè)的同時，亦可分析其他信息。雖然下列結(jié)果中并未量測水平精確度衰減 (Horizontal dilution of precision，HDOP)，但此特性參數(shù)亦可提供大量的接收器定位精確度信息。
若要獲得最佳結(jié)果，則應(yīng)確實同步化接收器與 RF 產(chǎn)生作業(yè)的指令接口。下方所示結(jié)果中，我們將 COM 埠 (pin 2) 的數(shù)據(jù)信道做為開始觸發(fā)器，以針對RF 向量訊號產(chǎn)生器與 GPS 模塊進(jìn)行同步化。此同步化方式僅需任意波形產(chǎn)生器的 1 個頻率循環(huán) (100 MS/s)，即可進(jìn)行向量訊號產(chǎn)生器與 GPS 接收器的同步化。因此最大的歪曲 (Skew) 應(yīng)為 10 µS。并請注意，因為我們將取得接收器的經(jīng)緯度，所以由同步化作業(yè)所造成的精確度錯誤，將為 10µs 乘以 Max Velocity (m/s)，或為 0.15 mm。
使用上述的設(shè)定，我們即可按時取得接收器的經(jīng)緯度。結(jié)果即如下圖所示：
在圖 27 與 28 所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)中，即使用已記錄的驅(qū)動測試訊號，取得統(tǒng)計、定位，與速度的相關(guān)信息。此外我們可觀察到，在每次的測試之間，此項信息具有相對的可重復(fù)性;即為每個獨立軌跡所呈現(xiàn)的差異。事實上，這就是我們最需要的接收器可重復(fù)性 (Repeatability)。由于可重復(fù)性信息將可預(yù)估 GPS 接收器精確度的變化情形，因此我們亦可計算波形各個樣本之間的標(biāo)準(zhǔn)誤差。在圖 29 中，我們在各次同步化取樣作業(yè)之間，繪出標(biāo)準(zhǔn)的定位誤差 (相對于平均位置)。
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