GNSS/GPS接收机 基本性能参数及其测试 关键字：GPS测试、GNSS测试、TTFF时间、捕获灵敏度 跟踪灵敏度、静态导航精度、动态导航精度、GNSS/GPS仿真器 SPIRENT.
目录 1.适用对象 2.简介 3 3.射频仿真 3 4.典型GPS仿真器 4 5.GNSS环境 4 6.基本接收机性能参数 4 6.1.冷启动TTFF时间， .4 6.1.1.仿真器测试 .5 6.2温启动TTFF .5 6.2.1.仿真器测试 5 6.3热启动TTFF. 6 6.3.1.仿真器测试， 6 6.4捕获灵敏度 6 6.4.1.仿真器测试， ..6 6.5跟踪灵敏度 .6 6.5.1.仿真器测试 o 6.6重捕获时间， .7 6.6.1.仿真器测试 6.7静态导航精度， 7 6.7.1.仿真器测试， .8 6.8动态导航精度， 6.8.1.仿真器测试 .9 6.9射频干扰 .. 6.9.1.仿真器测试 ..10 7.结论 10 8.参考文档 .11 9.术语定义， 11 10.其它信息 ..12
GNSS/GPS接收机基本性能参数及其测试 1.适用对象 品能够在预定环境中正常工作.
患博伦建议您对卫星导航的原理有一些基本的了解，并将RF仿真作为一种期望的测试方法.
2.简介 在新老市场中，GNSS导航系统的使用量正在稳步增长.
GNSS日益广泛的使用使人们对该技术的依赖逐渐增强.
个 人、企业和机构正依该技术来满足从个人娱乐、安全，到实现特定商业便利等诸多领域的应用.
在此背景下，这 些产品的设计人员、制造商和消费者就非常有必要了解GNSS系统的预期能力，以及该系统本身的各类限制及问题， 因为这些问题有可能导致技术或系统的脆弱、易错及失效.
本《应用说明》讨论了适用于GNSS系统接收机的一些基本参数，除此之外，它还展示了思博伦公司的全系列GNSS 测试解决方案如何帮助您创建和运行受控的、可重复的仿真场景，它确保您能针对特定的接收机或系统的性能参数 进行基准测试，并保证GNSS射频仿真器能够模拟这些测试所需的条件.
本文并不会给出特定的或精确的测试方法及 步骤，读者需要根据其自身的研究要求来定义适当的pass/fail参数，这些参数由特定的应用所决定，而不同应用其 重点关注的参数之间可能存在显著的差异.
例如，对于汽车应用，TTFF的性能是一项关键性指标，但对于静态定位勘测却并不太重要.
重新捕获 （Reacquisiton）在海洋应用中并不是主要的考虑因素，因为在海洋环境中，外部物理阻碍几乎没有，但对于车辆应 用却非常关键，因为车辆行驶环境中常会出现隧道和桥梁等阻隔信号的情况.
3.射频仿真 射频星座仿真器（RFConstellationSimulator）通过对车辆及卫星运动、信号特性、大气和其它效应的建模，重现 GNSS接收机在动态平台中的环境，使接收机可以根据测试场景（Scenario）中的参数执行实际的导航.
从本质上来说，仿真就是对真实世界的表现.
仿真不可能完全重现真实世界的丰富多样.
通常的误解是，只有 精确重现真实条件的GNSS仿真测试才是有效的.
然而，这并非必需.
那些经由仿真而实现的对各类典型效应的应 用，已被证明可以用来验证接收机并足以鉴识其极限，从而为设计的重点及优化作出贡献，在超过25年的时间里这 样的测试一直在进行.
更重要的是，输入到接收机的仿真信号是完全可重复的、可控的，及能够对该信号做到直达 bits级的完整的，准确的掌控.
在测试中使用真实世界的GNSS信号是不可能做到这一点的.
因此，我们应当将仿真 器测试看作对真实世界的代表，而非真实世界的复制.
图1显示的是仿真的概念（使用GSS6560仿真器） E
GNSS/GPS接收机基本性能参数及其测试 控制PC 定义： 控制数据 信号条件及错误 车辆位置及运动 日期及时间 射频信号发生器 运行场景： 实时改变参数 方案及日志数据： 用于车辆运动 信号数据 NMEA 接收机数据 数据 射频信号 被测设备 图1：射频仿真流程 4.典型GPS仿真器 本《应用说明》中讨论的测试都可以在任何一种思博伦多通道仿真器上执行.
SimGEN是GSS6560、GSS7000和 GSS8000系列仿真器的控制和场景定义软件，SimPLEX是STR4500仿真器的场景重放和控制软件.
如欲了解思薄伦 全系列仿真器的更多信息，请接洽您的思博伦代表，或访问.spirent./positioning，或.spirent.并点 击卫星导航（SatelliteNavigation）链接， 5.GNSS环境 如果能够清晰地，无阻断的观察到轨道卫星，GNSS接收机就可以通过卫星发送的距离和导航信号而良好地工作，但 是在许多情况下，现实条件并非如此理想，致使卫星的距离测量值受到影响.
影响的程度取决于接收机的应用和环 境情况而定.
然而，在衡量接收机的基本性能方面，有几个基础性参数，如果加以优化，便可确保接收机发挥出良 好的基本性能，并可通过对设计的剪裁而满足特性应用的要求.
6.基本接收机性能参数 本《应用说明》侧重的是关键参数的测试，目的是确定GNSS接收机的基本性能.
除特别指明，测试中所指的均是 GPS L1C/A编码信号.
6.1.冷启动TTFF时间 首次定位时间TTFF（TimeToFirstFix）用于街量接收机信号搜索过程的快慢程度，搜索过程，也称信号捕获， 包括两个范畴，其一是所谓的C/A码范畴，与卫星的PRN码复制相关，其二是多普勒范酵与载波相关，在执行搜索 过程中，针对冷启动的接收机，其PRN码的不确定性可以最多至1023个码片（chips，即GPSC/A码的一个完整代码 4
GNSS/GPS接收机基本性能参数及其测试 段的总数）的代码不确定性，以及约/-11kHz的多普勒不确定性.
一些接收机采用的是串行搜索过程，还有一些 接收机采用并行（多相关器）过程.
更快的设计采用的是匹配滤波器（MatchedFilter)或快速傅立叶变化（FFT）技 术.
最新的技术采用的是多种代码的混合复制技术，而非分立的代码.
冷启动TTFF（在参考1中）的定义为接收机加电至其捕获第一个有效导航数据点之间的时间，但需满足如 下条件： ■时间未知 ■当前历书（Almanac）和星历（ephemeris）未知 ■位置未知 由于该过程具有随机性，（参考1中建议20）需要在不同卫星几何分布（SatalliteGeometries）条件下测试若干 TTFF值并取其平均值.
6.1.1.仿真器测试 利用仿真器执行冷启动TTFF测试非常简便.
首先是仿真一个静态车辆位置，对卫星功率水平进行设置，使得 进入接收机天线的功率水平大概为-120dBm.
在运行该场景（并将接收机连接至仿真器）后，功率便施加在 接收机上.
当接收机捕获第一个定位后，停止该场景，退回（如可行）并将场景时间前进至少8个小时，确保 仿真的可视卫星星群的几何分布的改变.
将仿真位置改变数千公里也可以达到同样的效果.
清除接收机的所 有导航数据和时间信息，并切断电源.
重新运行修改后的场景并重新向接收机加电.
按要求的次数重复该过 程，得出TTFF结果的平均值， 如果您不能确定接收机的存储器是否已完全清除，您可以为场景选择一个完全不同的地点和/或时间（相隔数 年）.
通过这种方法，即使接收机保留了部分过去的导航数据，这些数据也不会发挥作用.
6.2温启动TTFF （参考1）中对温启动的定义，为接收机加电至其捕获第一个有效导航数据点之间的时间，但需满足如下条件： ■时间已知 历书已知 ■无星历（或数据存在时间超过4个小时） ■位置距上次定位点100公里以内 6.2.1.仿真器测试 在仿真器测试中，您可以使用与冷启动TTFF相同的场景，此时参数（例如清除星历，但不清除历书）都已通 过接收机进行了设定.
如果无法清除星历，必须首先允许接收机从完整导航消息中收集历书（该过程耗时约12.5分钟）.
将场景前 进4个小时（使星历老化），并设置接收机的匹配时间 5
