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如何确保GPS测试完整性并节省测试时间与成本
发布时间:2021-12-04 00:04
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本文摘要:定位及相关服务已经在手持设备中找到了非常丰富的应用方法和前景,用户也更加依赖定位服务。如何准确找到自己的位置,与全球定位系统(GPS)密切相关。全球定位系统技术耗资数十亿美元,由至少24颗运行在特定轨道上的卫星组成,至少4颗卫星可以覆盖地球上的一个给定位置。每颗卫星都在同一时间向地球发送信号。 全球定位系统接收器从卫星上捕捉四组信号。GPS接收机需要根据四组信号到达时间的差异,获得准确的经度、纬度和高度。当您将这些信息与地图数据库相结合时,您可以获得准确的位置信息。

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定位及相关服务已经在手持设备中找到了非常丰富的应用方法和前景,用户也更加依赖定位服务。如何准确找到自己的位置,与全球定位系统(GPS)密切相关。全球定位系统技术耗资数十亿美元,由至少24颗运行在特定轨道上的卫星组成,至少4颗卫星可以覆盖地球上的一个给定位置。每颗卫星都在同一时间向地球发送信号。

全球定位系统接收器从卫星上捕捉四组信号。GPS接收机需要根据四组信号到达时间的差异,获得准确的经度、纬度和高度。当您将这些信息与地图数据库相结合时,您可以获得准确的位置信息。

作为导航系统的一个程序功能,当你登录导航系统的起点和起点方位时,基于GPS的设备可以获得路线指引,包括明确的路线名称、如何弯道、预计到达时间等。根据GPS系统的设计原理,大部分低成本的部件都放置在卫星和地面站,因此GPS接收机和个人终端的相关功能可以以非常高和低的成本进行设计、生产和销售。

但用户仍然拒绝非常准确的位置信息,这意味着必须对GPS接收机进行测试,以确认其是否符合GPS指标。价格在100美元到200美元之间的GPS设备的生产成本几乎高于售价。对于这类设备,一方面需要使用高质量的测试来确认这些设备的方位精度,另一方面也剔除了测试速度较慢、测试成本较低的情况,以保证经济效益。

用于GPS系统自检,将GPS接收机放入GPS系统,检查其是否能产生准确的位置信息,可称为检查GPS接收机工作状况的方法。然而,由于气候条件的影响,接收信号电平可能高达GPS指数规定的最低电平。

当然,信号可以波动,使信号电平刚好低于或高于最低电平指标,但因为实际GPS系统中的电平可能随着不可预测的时间增量而变化(由天气、云层、湿度等引起)。),测试市场需求不会演变到持续监控调整设置(即必须大幅度监控调整),最终完成各种限值的测试。此外,随着一天时间的推移,有可能从不同的卫星接收信号,这种情况不会影响测试条件。另一种方案是采用工厂测试方案,即通过外部天线搜寻信号,通过内部放大器/衰减器调整信号,并尝试创建可重复的测试环境,以准确测试GPS接收机的灵敏度。

即便如此,也必须进行持续的监测和调整。全球定位系统环境建模无论全球定位系统接收机是独立的国家设备还是多功能设备中的子系统,为了保证全球定位系统接收机按照指标工作,可以对卫星信号进行建模测试。

建模卫星输入的信号由仪器控制,频率为1575.42兆赫兹(L1),采用BPSK调制。这些设置和实际卫星差不多。如果大于灵敏度测试指标,则使用-130分贝/赫兹。有可能系统必须在功率水平范围内非常精确地改变,该功率水平范围达到或高于功率水平指数某个值。

因此,用于模拟测试系统的单颗卫星发送的信号可以奇妙地测量设备的信噪比(灵敏度),以确保其满足GPS的灵敏度指标。GPS卫星对地球不是实时的,它们对地球运动的对比很大。

某些类型的能量波(如光波、无线电波或声波)会出现多普勒频移。也就是说,如果它向接收器移动,它的频率就会变得比L1高;如果它向接收器移动,它的频率将低于L1。GPS接收机的设计没有考虑如何处理GPS卫星的多普勒频移,所以建模测试仪还必须使用一种方法在其输入端产生多普勒频移,以确认接收机长期工作。

此外,定位测试必须对至少四颗GPS卫星发送的信号进行建模,单通道测试系统一次只能对一颗卫星进行建模。因此,为了准确测试定位特性,需要一个多通道GPS测试系统。

为所有GPS设备测试功能建立多普勒频移、精确固定功率电平的多卫星信号建模方案,已经满足了市场对GPS系统测试方案的迫切需求。LitePoint公司意识到这种市场需求,建立了基于软件无线电(SDR)技术的测试仪,只使用一个VSG信号源,以较低的成本获得了6个地下通道同步卫星信号的建模。这样的测试仪(我们称之为IQnav)可以继续进行灵敏度测试和定位测试。

更难能可贵的是,这款测试仪创造性地在6个地下通道中使用,可以在一次扫描过程中测试6种不同的功率水平,这需要大规模的测试。此外,该系统通过更好地确定设定的线损值,解决了系统测试精度问题。一般来说,当信号低至-130dBm时,准确测试和计算线夹和电缆的损耗是极其困难的,功率计一般无法测量这种低电平信号。

然而,传统方案无法获得调制信号,用功率计难以准确测量调制信号。相比之下,IQnav获取的是-60dBm的连续波(CW)信号,这使得标准功率计可以测量被测设备(DUT)上的输出功率,从而使系统损耗(电缆、夹具等)最小化。)可以计算出来,例如,DUT上测得的输出功率乘以-60分贝。

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-60分贝的衰减系数将基本上等于-130分贝的衰减系数。因此,您可以非常好地校准设置,补偿连接器和电缆的损失,并确保测量的准确性。

运营商很容易理解,GPS测试的本质是保证GPS接收机在特定指标范围内工作。用户对GPS产品的满意度各不相同。GPS接收机能否满足信号灵敏度的规定范围,获得准确的结果?(为了让用户失望,GPS接收机必须在规定的信号灵敏度范围内得到准确的结果。

)为了构建更短的测试时间和更低的测试成本,它还将面临许多挑战。测试系统本身必须能够缓慢部署,灵敏度和定位测试必须准确缓慢地构建。同时,测试仪的操作人员必须非常容易理解。

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通过创意设计,LitePoint公司获得了IQnav 6地下通道测试系统,售价约为单通道测试设备的价格。它只有一个射频端口,可以连接到设备(传导测试)或天线(电磁辐射测试)。

与该测试仪的准确性和稳定性相比,它可以拒绝尽可能多的指标。即使是训练有素的用户也会发现他们的图形用户界面非常直观和容易理解。

关于作者:JohnLukez,LitePoint公司产品管理总监。他是射频和无线测量方面的专家,熟悉很多通信标准。约翰的工作经验还包括研发测量和特性分析、半导体生产线测试和系统级特性分析。

约翰毕业于俄亥俄州立大学,获得电子和计算机工程学位。RobBrownstein是LitePoint的营销传播副总裁。他在电子行业有30多年的工作经验。罗布毕业于纽约城市大学皇后学院,获得物理学学士学位。

此后,他在圣地亚哥州立大学从事电子工程领域的研究工作。他的专业是测试工程。


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