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GPS接收器测试

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作者:时间:2013-03-26来源:电子产品世界收藏

  冷启动 (Cold Start):必须下载年历与星历信息,才能进行定位。由于必须从各组卫星下载至少 1 组 框架 (Frame),因此大多数的在冷启动状态下,将于 30 ~ 60 秒时进行定位。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/143528.htm

  热启动 (Warm Start):的年历信息尚未超过 1 个星期,且不需要其他星历信息。一般来说,此接收器可于 20 秒内得知目前时间,并可进行 100 公里内的定位 [2]。大多数热启动状态的 接收器,可于 60 秒内进行定位,有时甚至仅需更短的时间。

  热开机 (Hot Start):接收器具备最新的年历与星历信息时,即为热开机状态。接收器仅需取得各组卫星的时序信息,即可开始回传定位位置。大多数热开机状态的 接收器,仅需 0.5 ~ 20 秒即可开始定位作业。

  在大部分的情况下,TTFF 与定位精确度均与特定功率强度相关。值得注意的是,若能于多种情况下检验此 2 种规格的精确度,其实极具有其信息价值。因为 GPS 卫星每 12 个小时即绕行地球 1 圈,所以可用范围内的卫星讯号随时都在变化,也让接收器可在不同的状态下回传正确结果。

  下列章节将说明应如何使用 2 笔数据源,以执行 TTFF 与定位精确度的量测,包含:

  1) 接收器在其布署环境中,透过天线所获得的实时数据
  2) 透过空中传递所记录的 RF 讯号,并将之用以测试接收器所记录的数据
  3) 当记录实时数据后,RF 产生器用于模拟星期时间 (Time-of-week,TOW) 所得的仿真数据用此 3 笔不同的数据源测试接收器,可让各个数据源的量测作业均具备可重复特性,且均相互具备相关性。

  量测设定

  若要获得最佳结果,则所选择的记录位置,应让卫星不致受到周遭建筑物的阻碍。我们选择 6 层楼停车场的顶楼进行测试,以无建物覆盖的屋顶尽可能接触多组卫星讯号。透过 GPS 芯片组的多个开机模式,均可执行 TTFF 量测作业。以 SIRFstarIII 芯片组为例,即可重设接收器的出厂、冷启动、热启动,与热开机模式。下方所示即为接收器执行相关测试的结果。

  若要量测水平定位的精确度,则必须根据经、纬度信息进而了解相关错误。由于这些指数均以「度」表示,因此可透过下列等式转换之:  


等式 16. 计算 GPS 的定位错误

  请注意该等式中的 111,325 公尺 (111.325 公里),即等于地球圆周的 1 度 (共 360 度)。此指数是根据地球圆周 360 x 111.325 km = 40.077 km 而来。

  Off-the-Air GPS

  请注意该等式中的 111,325 公尺 (111.325 公里),即等于地球圆周的 1 度 (共 360 度)。此指数是根据地球圆周 360 x 111.325 km = 40.077 km 而来。  

 

  根据初始的 「Off-the-air」结果,则可发现 GPS 接收器在标准的 3 秒误差内,可达到 33.2 秒的 TTFF。这些量测结果均位于 TTFF 规格的容错范围内。而更重要的,即是可透过仿真与记录的 GPS 数据,进而比较量测结果与实际结果。

  根据上列线性误差等式,即可计算各次量测的线性标准误差  



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