GPS測試完整性及經(jīng)濟實用性方案

定位以及相關服務已經(jīng)迅速在手持設備中找到了相當豐富的應用方式和前景，用戶也越來越多地依賴定位服務。如何精確找到你的位置，其技術核心與全球定位系統(tǒng)(GPS)息息相關。GPS技術耗資數(shù)十億美元，由至少24顆按照特定軌道運行的衛(wèi)星組成，地球上的任意位置，都可以由至少4顆衛(wèi)星覆蓋。

　　每顆衛(wèi)星都在完全相同的時間向地球發(fā)送信號。GPS接收器捕獲4組來自衛(wèi)星的信號，基于4組信號到達時間的不同，GPS接收器能夠獲得精確的經(jīng)度、緯度和海拔高度。當將這些信息同地圖數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，你就能得到精確的位置信息。作為導航程序功能，當你指定導航起點和終點位置，基于GPS功能的設備就可以提供路線指導，包括具體的路線名稱，如何轉(zhuǎn)彎以及預估到達的時間。

　　根據(jù)GPS系統(tǒng)的設計原理，多數(shù)高成本部件被放置在衛(wèi)星和地面站，因此個人終端的GPS接收器和相關功能能以非常適中的低成本設計生產(chǎn)和銷售。盡管如此，用戶依舊要求相當準確的位置信息，這意味著GPS接收器必須經(jīng)過測試才能確定是否符合GPS指標。

　　售價在100~200美元之間的GPS設備，其制造成本還遠低于售價。對這類設備，一方面必須采用優(yōu)質(zhì)的測試才能確定這些設備的位置準確度質(zhì)量，而另一方面還要求快速的測試速度和較低的測試成本以確保經(jīng)濟效益。

　　使用GPS系統(tǒng)自我檢測

　　將GPS接收器放在GPS系統(tǒng)中并查看它能否產(chǎn)生準確的位置信息，不失為一種驗證GPS接收器工作情況的方法。但是，氣候條件的影響，可能會使接收到的信號電平遠遠超過GPS指標規(guī)定的最低電平。當然，可以衰減信號使信號電平剛剛高于或低于該最低電平指標，但由于實際的GPS系統(tǒng)中的電平可能隨著難以預料的時間增量而變化(由天氣、云層、濕度等引起)，測試需求就會演變?yōu)檫B續(xù)不斷地監(jiān)測并調(diào)整設置(也就需要不斷的監(jiān)測和調(diào)整設置)，最終完成各種極限值的測試。此外，隨著一天中時間的推移，可能接收到來自不同的衛(wèi)星的信號，這種情況也會影響測試條件。

　　另一個方案是采用工廠測試方案，即通過外部天線捕捉信號，內(nèi)部放大器/衰減器調(diào)整信號，通過嘗試創(chuàng)建可重復的測試環(huán)境以精確驗證GPS接收器的靈敏度等。即便如此，也需要進行連續(xù)不斷的監(jiān)測和調(diào)整。

　　仿真GPS環(huán)境

　　無論GPS接收器是作為獨立設備還是多功能設備中的子系統(tǒng)，為確保GPS接收器按照指標工作，可以仿真衛(wèi)星信號來進行測試。仿真衛(wèi)星輸出的信號是被精密控制的，頻率是1575.42MHz(L1)并采用BPSK調(diào)制，這些設置都跟實際的衛(wèi)星完全一樣。最小靈敏度測試指標采用-130dBm/Hz。該系統(tǒng)可能需要非常準確地變化在功率電平范圍內(nèi)，高出或者低于功率電平指標一定值，因此使用測試系統(tǒng)仿真單顆衛(wèi)星的發(fā)送信號，就能輕松地測量設備的信噪比(靈敏度)以確保它符合GPS的靈敏度指標。