GPS接收器測(cè)試

　　冷啟動(dòng) (Cold Start)：接收器必須下載年歷與星歷信息，才能進(jìn)行定位。由于必須從各組衛(wèi)星下載至少 1 組 GPS 框架 (Frame)，因此大多數(shù)的接收器在冷啟動(dòng)狀態(tài)下，將于 30 ~ 60 秒時(shí)進(jìn)行定位。

　　熱啟動(dòng) (Warm Start)：接收器的年歷信息尚未超過(guò) 1 個(gè)星期，且不需要其他星歷信息。一般來(lái)說(shuō)，此接收器可于 20 秒內(nèi)得知目前時(shí)間，并可進(jìn)行 100 公里內(nèi)的定位 [2]。大多數(shù)熱啟動(dòng)狀態(tài)的 GPS 接收器，可于 60 秒內(nèi)進(jìn)行定位，有時(shí)甚至僅需更短的時(shí)間。

　　熱開(kāi)機(jī) (Hot Start)：接收器具備最新的年歷與星歷信息時(shí)，即為熱開(kāi)機(jī)狀態(tài)。接收器僅需取得各組衛(wèi)星的時(shí)序信息，即可開(kāi)始回傳定位位置。大多數(shù)熱開(kāi)機(jī)狀態(tài)的 GPS 接收器，僅需 0.5 ~ 20 秒即可開(kāi)始定位作業(yè)。

　　在大部分的情況下，TTFF 與定位精確度均與特定功率強(qiáng)度相關(guān)。值得注意的是，若能于多種情況下檢驗(yàn)此 2 種規(guī)格的精確度，其實(shí)極具有其信息價(jià)值。因?yàn)?GPS 衛(wèi)星每 12 個(gè)小時(shí)即繞行地球 1 圈，所以可用范圍內(nèi)的衛(wèi)星訊號(hào)隨時(shí)都在變化，也讓接收器可在不同的狀態(tài)下回傳正確結(jié)果。

　　下列章節(jié)將說(shuō)明應(yīng)如何使用 2 筆數(shù)據(jù)源，以執(zhí)行 TTFF 與定位精確度的量測(cè)，包含：

　　1) 接收器在其布署環(huán)境中，透過(guò)天線所獲得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)
　　2) 透過(guò)空中傳遞所記錄的 RF 訊號(hào)，并將之用以測(cè)試接收器所記錄的數(shù)據(jù)
　　3) 當(dāng)記錄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后，RF 產(chǎn)生器用于模擬星期時(shí)間 (Time-of-week，TOW) 所得的仿真數(shù)據(jù)用此 3 筆不同的數(shù)據(jù)源測(cè)試接收器，可讓各個(gè)數(shù)據(jù)源的量測(cè)作業(yè)均具備可重復(fù)特性，且均相互具備相關(guān)性。

　　量測(cè)設(shè)定

　　若要獲得最佳結(jié)果，則所選擇的記錄位置，應(yīng)讓衛(wèi)星不致受到周遭建筑物的阻礙。我們選擇 6 層樓停車場(chǎng)的頂樓進(jìn)行測(cè)試，以無(wú)建物覆蓋的屋頂盡可能接觸多組衛(wèi)星訊號(hào)。透過(guò) GPS 芯片組的多個(gè)開(kāi)機(jī)模式，均可執(zhí)行 TTFF 量測(cè)作業(yè)。以 SIRFstarIII 芯片組為例，即可重設(shè)接收器的出廠、冷啟動(dòng)、熱啟動(dòng)，與熱開(kāi)機(jī)模式。下方所示即為接收器執(zhí)行相關(guān)測(cè)試的結(jié)果。

　　若要量測(cè)水平定位的精確度，則必須根據(jù)經(jīng)、緯度信息進(jìn)而了解相關(guān)錯(cuò)誤。由于這些指數(shù)均以「度」表示，因此可透過(guò)下列等式轉(zhuǎn)換之：　　

等式 16. 計(jì)算 GPS 的定位錯(cuò)誤

　　請(qǐng)注意該等式中的 111,325 公尺 (111.325 公里)，即等于地球圓周的 1 度 (共 360 度)。此指數(shù)是根據(jù)地球圓周 360 x 111.325 km = 40.077 km 而來(lái)。

　　Off-the-Air GPS

　　請(qǐng)注意該等式中的 111,325 公尺 (111.325 公里)，即等于地球圓周的 1 度 (共 360 度)。此指數(shù)是根據(jù)地球圓周 360 x 111.325 km = 40.077 km 而來(lái)?！　?/p>

 

　　根據(jù)初始的 「Off-the-air」結(jié)果，則可發(fā)現(xiàn) GPS 接收器在標(biāo)準(zhǔn)的 3 秒誤差內(nèi)，可達(dá)到 33.2 秒的 TTFF。這些量測(cè)結(jié)果均位于 TTFF 規(guī)格的容錯(cuò)范圍內(nèi)。而更重要的，即是可透過(guò)仿真與記錄的 GPS 數(shù)據(jù)，進(jìn)而比較量測(cè)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果。

　　根據(jù)上列線性誤差等式，即可計(jì)算各次量測(cè)的線性標(biāo)準(zhǔn)誤差