現在,GPS/GNSS信號無處不在,而GNSS接收機芯片的低成本和高性能也讓在不同設備中安裝GNSS接收機變得更為容易。然而,與此同時又存在一個問題,如果想將這些接收器芯片集成到一個設備或系統中,該如何對其進行全面的GNSS測試?
多個GNSS星座的可用性幫助實現了在多個頻率上傳輸信號,提高GNSS精度的各種可用技術以及評估和選擇接收機都是重要的工作。選擇接收機通常需要花費大量的時間和精力,并且需要進行工程設計以將接收機集成到最終產品中。
系統集成商可能會認為接收機已經由制造商進行了測試,無需在最終產品中再次測試。然而,接收器的集成方式會對產品性能產生重大影響,如果還需要天線集成到產品中,天線和相關組件的集成設計也很重要。
確保系統不會產生干擾GNSS接收的噪聲是測試的另一個關鍵原因。在設備必須運行的環境和條件下進行測試是產品開發的重要步驟。而實現這類測試的最佳方案是使用GNSS模擬器,它允許在模擬環境中對具有GNSS接收器的設備進行重復測試。虹科Orolia GNSS模擬器是GNSS測試的最佳方案,它允許在模擬環境中對具有GNSS接收器的設備進行可重復性測試。
在測試開始之前,需要根據測試內容制定測試方案,這能夠確保測試的效率和內容準確性。有一套被廣泛接受的基本的GNSS測試方案,它也被定義為GNSS接收機關鍵性能測試,這些測試包括:
- 首次修復時間(TTFF)
這是接收機報告其計算的日期、時間和位置(稱為定位)所需的時間,通常以秒為單位。所測時間是從接收機復位到報告修復為止的時間。有三種不同類型的復位可以在任何接收機上執行,分別為冷啟動、溫啟動和熱啟動。
- 位置精度
通過將來自GNSS模擬器的真實數據與接收器報告的位置進行比較來測量位置精度。位置精度是在不同的運動軌跡和/或在不同的位置測量得出的。
- 計時精度
通過將來自GNSS模擬器的每秒1個脈沖的信號(1PPS)與被測接收機產生的1PPS信號進行對比來進行定時精度測試。使用時間間隔計數器或示波器,可以確定接收機的定時精度。像位置精度測試一樣,測量值是在一段時間內每秒收集一次。
- 靈敏度接收器
靈敏度是GNSS接收機能夠鎖定GNSS信號并繼續跟蹤的GNSS信號最低功率水平。靈敏度有兩種主要類型:捕獲和跟蹤。捕獲靈敏度是接收機首次鎖定GNSS信號所需的功率電平,跟蹤靈敏度是接收機在捕獲后保持跟蹤信號所需的功率電平。
- GNSS誤差和影響
真實環境中的自然條件和人為條件會影響這些測試的結果,所以在設備預期運行的環境中測試設備或產品是非常重要的。如果沒有這些額外的測試,GNSS設備可能在現實環境中無法實現預期效果。
電離層、對流層、多徑、局部RF干擾等都是增加誤差并影響GNSS接收機性能或干擾接收機定位能力的關鍵因素。GNSS系統本身也可能存在誤差,例如不正確的星歷表數據等。
當GNSS信號從衛星傳輸到地球附近或地面上的接收機時,它需要穿過電離層和對流層,而對于空間飛行器來說,信號可能穿過更多的電離層,或者根本無法穿過。選擇用于測試的任何模擬器都應該能夠改變大氣模型,并將誤差添加到電離層中,以便可以在不同的誤差條件下測試接收器設備。
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