GPS測試

GPS
1.什麼是GPS
GPS狹義的講爲（Global Positioning System），全球定位系統。廣義的講爲GNSS（Global Navigation Satellite System，全球導航衛星系統）。GPS是其實現的一種具體式，而全球的GNSS系統包括有美國的GPS，還有歐盟的GALILEO、俄羅斯的GLONASS以及中國的北斗導航系統。
2.GPS系統組成
GPS系統包括空間段、控制段和用戶段。
空間段由GPS衛星組成，控制段用來控制和監視GPS的運行。
用戶段即GPS的使用者，使用者又被分爲民用和軍用。
 GPS提供兩種類型的服務，分別是標準定位服務（Standard Positioning
Service，SPS）和精密定位服務
3.GPS通信頻段
GPS一共使用三種頻段的無線電波，由於它們都位於無線電頻譜的L頻段，所以它們分
別被稱爲L1（中心頻率1575.42MHz）、L2（中心頻率1227.60MHz）和L5（中心頻率
1176.45MHz）。
3.GPS信號
GPS通過上面所說的三個頻段進行無線電傳輸，主要由三部分組成
1、載波：GPS信號傳輸的載體即前文所述三個通信頻段
2、測距碼：分爲C/A碼與P（Y）碼
 C/A碼全稱是Coarse/Acquisition Code），是粗捕獲碼，測距誤差2.93~29.3m，精度較低
 P（Y）碼是精碼（P代表Presice，Y代表數據是加密的），測距誤差0.29~2.93m，精度較高
3、導航電文：在定位計算時除了測距碼還需要得到星曆、時間等的信息，這些消息通過導航電文傳送。
這裏涉及到曆書與星曆兩個參數，都表示衛星運行的參數。
 曆書包括全部衛星的大概位置，用於衛星預報；
 星曆只是當前接收機觀測到的衛星的精確位置，用於定位。它從導航電文中提取的，每12.5分鐘的導航電文才能得到一組完整的歷書。

4.定位
定位需要4顆衛星，爲什麼要確保至少4顆衛星的信號能覆蓋到地球表面任意地方呢？要計算接收器的位置即（x，y，z）座標值就需要3顆衛星，而由於接收器時鐘和衛星時鐘的不同步，所以還需要至少一顆衛星用來計算信號傳輸時間。綜上，GPS定位需要至少4顆衛星參與。
5.GPS啓動方式
 冷啓動：GPS接收器沒有保存有效星曆、時間及位置等信息，舊位置信息（超過100千米範圍），星曆數據失效超過4小時或GPS電池沒電導致星曆丟失。
 溫啓動：有曆書信息，大致的位置和時間可知，沒有星曆信息。這種情況發生在本次定位距離上次超過兩個小時時
 熱啓動：在這種模式下，GPS接收機具有有效星曆數據、時間及位置等信息，這
樣，GPS接收器就無須解碼GPS導航電文中的星曆數據，它只要利用GPS信號進行測距計算就可以了。
6.GPS定位方式
 僅設備：使用僅GPS定位
 AGPS：Assisted Global Positioning System輔助全球衛星定位系統
 低功耗:使用wifi、藍牙進行定位
AGPS包括兩種模式MSB（Mobile Station Based）和MSA（Mobile Station Assisted）兩種運行模式。
·MSB模式下，手機從AGPS位置服務器上下載輔助數據，然後手機再結合GPS衛星信號進行定位計算。這種方式需要手機下載輔助數據，同時它還需要利用其自身的CPU、內存等資源進行最終的定位計算。MSB模式的優點是網絡負擔小且定位延時小，適合短時間內的連續定位。
·MSA模式下，手機接收並解調GPS衛星信號，然後將這些僞距信息傳給AGPS位置服務器。AGPS位置服務器根據手機所發送的數據、自己所保存的衛星數據以及其他一些信息（例如手機當時通信的基站位置）計算出手機所在位置，然後將該信息返回給手機。
以上都是在有GPS信號的情況下，而在室內的時候無GPS信號，就會通過手機所註冊基站的CELL ID來定位大體位置。
6.爲什麼需要4顆衛星定位
爲什麼要確保至少4顆衛星的信號能覆蓋到地球表面任意地方呢？測距原理可知，要計算接收器的位置即（x，y，z）座標值就需要3顆衛星，而由於接收器時鐘和衛星時鐘的不同步，所以還需要至少一顆衛星用來計算信號傳輸時間。綜上，GPS定位需要至少4顆衛星參與。

7.GPS測試標準
7.1信號強度SNR標準
必須四顆星達到38以上，可用衛星達到8顆
7.2啓動時間

定位方式啓動方式標準
僅GPS 冷啓動 TTFF Avage < 40s&TTFF MAX<60s (60s~100s 2 times allow)
CEP50 < 20m
CEP90 < 100m
CEP95 < 150m
熱啓動 TTFF<10s
AGPS 冷啓動 TTFF MAX < 20s(20s~40s 2 times allow)
CEP50 < 20m
CEP90 < 100m
CEP95 < 150m
熱啓動 TTFF<10s

7.3導航標準

8．測試工具方法