GPS接收器測試
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不論是使用 C/A 碼或 P 碼，接收器均可追蹤最多 4 組人造衛(wèi)星，進行 3D 定位。追蹤人造衛(wèi)星的過程極為復(fù)雜，不過簡單來說，即是接收器將透過每組衛(wèi)星的距離，估算出自己的位置。由于訊號是以光速 (c)，或為 299,792,458 m/s 行進，因此接收器可透過下列等式計算出與人造衛(wèi)星之間的距離，即稱為「虛擬距離 (Pseudorange)」：
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/143528.htm
等式 1.「虛擬距離 (Psedorange)」為時間間隔 (Time interval) 的函式 [1][4]
接收器必須將衛(wèi)星所傳送的訊號數(shù)據(jù)進行譯碼，才能夠獲得定位信息。每個衛(wèi)星均針對其位置進行廣播 (Broadcasting)，接收器跟著透過每組衛(wèi)星之間的虛擬距離差異，以決定自己的確實位置 [8]。接收器所使用的三角量測法 (Triangulation)，可由 3 組衛(wèi)星進行 2D 定位;4 組衛(wèi)星則可進行 3D 定位。
設(shè)定 GPS 量測系統(tǒng)
測試 GPS 接收器的主要產(chǎn)品，為 1 組可仿真 GPS 訊號的 RF 向量訊號產(chǎn)生器。在此應(yīng)用說明中，讀者將可了解應(yīng)如何使用 NI PXI-5671 與 NI PXIe-5672 RF 向量訊號產(chǎn)生器，以達到量測目的。此產(chǎn)品并可搭配 NI GPS 工具組，以模擬 1 ~ 12 組 GPS 人造衛(wèi)星。
完整的 GPS 量測系統(tǒng)亦應(yīng)包含多種不同配件，以達最佳效能。舉例來說，外接的固定式衰減器 (Attenuator)，可提升功率精確度與噪聲層 (Noise floor) 的效能。此外，根據(jù)接收器是否支持其直接輸入埠的 DC 偏壓 (Bias)，某些接收器亦可能需要 DC 阻絕器 (Blocker)。下圖即為 GPS 訊號產(chǎn)生的完整系統(tǒng)：
如圖 1 所示，當測試 GPS 接收器時，往往采用最高 60 dB 的外接 RF 衰減 (留白，Padding)。固定式衰減器至少可提供量測系統(tǒng) 2 項優(yōu)點。首先，固定式衰減器可確保測試激發(fā)的噪聲層低于 -174 dBm/Hz 的熱噪聲層 (Thermal noise floor)。其次，由于可透過高精確度 RF 功率計 (Power meter) 校準訊號準位，因此固定式衰減器亦可提升功率精確度。雖然僅需 20 dB 的衰減即可符合噪聲層的要求，但若使用 60 ~ 70 dB 的衰減，則可達到更高的功率精確度與噪聲層效能。稍后將接著討論 RF 功率校準，而圖 2 搶先說明衰減對噪聲層效能所造成的影響。
如表1所示，衰減可用于減弱噪聲，而不僅限于 -174 dBm/Hz 的熱噪聲層。
RF 向量訊號產(chǎn)生器
當選擇 RF 向量訊號產(chǎn)生器時，NI LabVIEW GPS 工具組可同時支持 NI PXI-5671 與 NI PXIe-5672 RF 向量訊號產(chǎn)生器。雖然此 2 款適配卡可產(chǎn)生 GPS 訊號，但由于 PCI Express 總線速度較快，并可立刻進行 IF 等化 (Equalization)，因此 NI PXIe-5672 向量訊號產(chǎn)生器較受到青睞。此 2 款適配卡均具有 6 MB/s 總數(shù)據(jù)傳輸率與 1.5 MS/s (IQ) 取樣率，可從磁盤串流 GPS 波形。
雖然 PXI控制器硬盤可輕松維持此數(shù)據(jù)傳輸率，NI 仍建議使用外接磁盤進行額外的儲存容量。下圖為包含 NI PXIe-5672 的常見 PXI 系統(tǒng)：
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