什么是GNSS测试？如何进行GNSS测试？

介绍

GPS/GNSS信号无处不在，低成本和高性能使现在越来越多设备都会安装GNSS接收器，而能够在多个频率上传输信号的多个GNSS星座，以及不同的GNSS精度都是在选择GNSS接收器时需要考虑的因素。

接收器的集成方式会对产品性能产生重要影响，同时还需要确保系统不会产生干扰GNSS接收的噪声。虹科Orolia GNSS模拟器是GNSS测试的最佳方案，它允许在模拟环境中对具有GNSS接收器的设备进行可重复性测试。

 

 

GNSS测试

基本的GNSS测试，即GNSS接收器的关键性能测试，包括：

 

• 首次定位时间（TTFF）

这是接收器报告其计算的日期、时间和位置（定位）所需的时间量，通常以秒为单位。该时间是从接收器重置到接收器报告定位的时间。不同类型的复位可在任何接收器上执行：冷启动、热启动。

当执行冷启动时，接收器内存被清除，接收器必须在不使用任何保存信息的情况下执行计算。删除有关卫星星座（历书）、每颗卫星的精确轨道和时钟数据（星历）以及日期、时间和位置的数据。接收器上的冷复位通常不通过关闭设备的电源来执行，而是需要向接收器发送单独的命令。首次定位时间在冷复位时最长。

热重启（warm reset）通常通过关闭设备电源，然后重新启动来执行。热重启将历书信息保留在内存中，并删除星历以及日期、时间和位置信息，这允许接收器比冷复位更快地获得定位。

当GNSS接收暂时中断（例如通过隧道），然后再次开始接收时，这称为热重置（hot reset）。接收器保留所有存储的信息（历书、星历、日期/时间、位置），并可以快速获得定位。

 

对于用户必须尽快获得位置或时间信息的应用程序，例如，对于用于汽车仪表板导航的GNSS接收器来说，在获得定位之前是无法提供行驶方向的。而对于固定应用中的定时接收器而言，更长的TTFF则并不重要。

 

• 定位精度

通过比较来自虹科Orolia GNSS模拟器的数据与接收器报告的位置数据来测量位置精度，并在不同的运动轨迹和/或在不同的位置进行测量。

 

 

位置精度测试通常包括在一段时间内运行测试，并每隔一段时间收集位置误差（例如：运行测试一小时，然后每秒收集测量数据）。虹科Orolia GNSS模拟器可以实时进行精度测试，在测试后再进行统计分析。

 

• 定时精度

通过比较来自虹科Orolia GNSS模拟器的每秒1脉冲信号（1PPS）与被测接收器生成的1PPS信号，来执行定时精度测试。使用时间间隔计数器或示波器可以确定接收器的定时精度，与定位精度测试一样，测量值需要在一段时间内每秒收集一次。

 

• 灵敏度

接收器灵敏度是GNSS信号能够具有的最低功率电平，GNSS接收器能够锁定这些信号并继续跟踪。灵敏度有两种重要类型：捕获和跟踪。

捕获灵敏度是接收机第一次锁定GNSS信号所需的功率电平；跟踪灵敏度是接收机在捕获后保持跟踪信号所需的功率电平。信号的获取需要比维持跟踪所需电平更高的功率电平。

 

• GNSS误差

自然环境中存在着一些会影响这些基本测试结果的干扰因素，所以要获取准确结果，在模拟真实运行的环境中测试设备是非常重要的。

当GNSS信号从卫星传输到接收器时，它会穿过电离层和对流层，选择用于测试的任何模拟器都应能够设置大气模型并添加误差，以便可以在不同的误差条件下测试接收器设备。当来自卫星的信号从物体或地面反射并导致主信号的多个回波到达接收器时，就会发生多径，多径可以在任何环境中发生，建筑物越密集，多径发生的次数就越多。当附近有发射机以干扰GNSS的频率发射时，就会发生局部射频干扰。干扰可以始终存在或随机发生，所以需要测试地面附近重要应用操作设备的接收器性能，以避免干扰带来的影响。

干扰对接收机的影响与射频干扰相同，但由于干扰旨在干扰GNSS接收机，影响可能会更大；欺骗是通过向接收器发送类似GNSS的信号，试图欺骗GNSS接收器，使其认为自己位于不同的位置。

 

总结

GPS/GNSS信号应用广泛，根据应用和环境情况，可以确定测试中最重要的内容。虹科提供了重要的高级模拟工具，能够实现不同的测试功能与要求，以帮助任何GNSS设备在任何环境下都能够稳健运行。