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      1. 接收器靈敏度測試

        GPS 測試的一項重要因素是接收器的靈敏度。

        測試的主要方面是捕獲靈敏度和跟蹤靈敏度。通常,依據環境因素,現場天線接收到的 RF 功率級別將介于 -125 dBm 和 -150 dBm 之間。若要生成該范圍內極低的 RF 功率級別,需要使用外置無源衰減器以降低 LabSat 輸出。如此一來,信號級別降低至所需的范圍,僅有最少的附加噪音。

        實際衰減值應由用戶確定以適合所測試設備,但作為指南,兩個串聯 20 dB 衰減器(共 40 dB)將提供約 -113 至 -144 dBm 的 RF 功率范圍。

        盡管用戶錄制的 RF 信號可以這種方式用于測試,但建議的做法是使用由 SatGen 軟件創建且由計算機生成的模擬文件。這是因為 SatGen 創建的文件將包含具有恒定信噪比的“純粹”GPS 信號。

        用戶錄制的場景會包含錄制期間存在的額外噪音,還會包含不斷變化的信噪比等級,這使比較變得難于進行。

        右側的圖形顯示使用 SatGen 所創建 GPS 信號的 RF 功率等級輸出示例。-73 dBm 至 -104 dBm 的范圍對應于標準 Labsat 輸出范圍。通過在回放期間調整內部衰減,RF 功率輸出等級可從 -73dBm 降低至 -104dBm。

        然而,由于 -73 至 -104 dBm 的范圍高于背景噪音等級,GPS 信號對于 GPS 接收器始終可見,因此測得的 C/NO dBHz 等級與衰減幾乎無關聯。一定程度的 C/NO 降低在降低 LabSat RF 等級時會被觀測到,但它不是線性降低。

        添加 40 dB 外部衰減至 LabSat 輸出會將 RF 功率降低至大約 -113 dBm 至 -144 dBm 的范圍。該范圍與 GPS 天線在戶外看到的 RF 等級一致,但低于背景噪音等級。通過以這種方式降低信號等級,就可實現對于 C/NO 更線性化的控制。

        下表顯示 UBLOX GPS 引擎使用各種外置衰減器對 LabSat 輸出測得的 C/No 值。對于每個外置衰減器值,LabSat RF 等級按照 5 dB 的步階變化。該表格表明,信噪比控制的線性度隨著外部衰減的提高而增強。然而,由于外部衰減遠高于 40 dB,可用的滑尺范圍會減小。

        使用 LabSat 測試接收器的靈敏度

        該截圖顯示 UBLOX U-Center 軟件的示例輸出。GPGSV NMEA 信息會開啟以顯示每顆衛星的 C/NO 等級。UBLOX TIM-LA 設備使用下列設置進行測試:

        • LabSat
        • 使用 SatGen 生成的靜態場景
        • 2 x 20 dBm 衰減器 (Minicircuits VAT-20W2)

        UBLOX 數據表對于 TIM-LA 引用 -138 dBm 的獲取靈敏度和 -146 dBm 的跟蹤靈敏度。使用以上設置,進行下列測量。

        LabSat 計算得到的值使用以頻譜分析儀得到的無衰減 LabSat 輸出基線測量獲取。測量值與 40 dB 外部衰減器相加,滑尺值表示預計的 RF 功率。

        從中可以看出,憑借使用頻譜分析儀得到的相對簡單校準,可得到接收器靈敏度的極接近值。在實踐中,建議用戶使用專用 RF 功率儀表獲取更精確的讀數,以說明線纜和衰減器性能容差。

        ? UBLOX 數據表 常規模式 LabSat 計算所得
        獲取 -138 dBM -138 dBM
        跟蹤 -146 dBM -147 dBM

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