GPS测试

GPS
1.什么是GPS
GPS狭义的讲为（Global Positioning System），全球定位系统。广义的讲为GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统）。GPS是其实现的一种具体式，而全球的GNSS系统包括有美国的GPS，还有欧盟的GALILEO、俄罗斯的GLONASS以及中国的北斗导航系统。
2.GPS系统组成
GPS系统包括空间段、控制段和用户段。
空间段由GPS卫星组成，控制段用来控制和监视GPS的运行。
用户段即GPS的使用者，使用者又被分为民用和军用。
 GPS提供两种类型的服务，分别是标准定位服务（Standard Positioning
Service，SPS）和精密定位服务
3.GPS通信频段
GPS一共使用三种频段的无线电波，由于它们都位于无线电频谱的L频段，所以它们分
别被称为L1（中心频率1575.42MHz）、L2（中心频率1227.60MHz）和L5（中心频率
1176.45MHz）。
3.GPS信号
GPS通过上面所说的三个频段进行无线电传输，主要由三部分组成
1、 载波：GPS信号传输的载体即前文所述三个通信频段
2、 测距码：分为C/A码与P（Y）码
 C/A码全称是Coarse/Acquisition Code），是粗捕获码，测距误差2.93~29.3m，精度较低
 P（Y）码是精码（P代表Presice，Y代表数据是加密的），测距误差0.29~2.93m，精度较高
3、 导航电文：在定位计算时除了测距码还需要得到星历、时间等的信息，这些消息通过导航电文传送。
这里涉及到历书与星历两个参数，都表示卫星运行的参数。
 历书包括全部卫星的大概位置，用于卫星预报；
 星历只是当前接收机观测到的卫星的精确位置，用于定位。它从导航电文中提取的，每12.5分钟的导航电文才能得到一组完整的历书。

4.定位
定位需要4颗卫星，为什么要确保至少4颗卫星的信号能覆盖到地球表面任意地方呢？要计算接收器的位置即（x，y，z）坐标值就需要3颗卫星，而由于接收器时钟和卫星时钟的不同步，所以还需要至少一颗卫星用来计算信号传输时间。综上，GPS定位需要至少4颗卫星参与。
5.GPS启动方式
 冷启动：GPS接收器没有保存有效星历、时间及位置等信息，旧位置信息（超过100千米范围），星历数据失效超过4小时或GPS电池没电导致星历丢失。
 温启动： 有历书信息，大致的位置和时间可知，没有星历信息。这种情况发生在本次定位距离上次超过两个小时时
 热启动：在这种模式下，GPS接收机具有有效星历数据、时间及位置等信息，这
样，GPS接收器就无须解码GPS导航电文中的星历数据，它只要利用GPS信号进行测距计算就可以了。
6.GPS定位方式
 仅设备：使用仅GPS定位
 AGPS：Assisted Global Positioning System辅助全球卫星定位系统
 低功耗:使用wifi、蓝牙进行定位
AGPS包括两种模式MSB（Mobile Station Based）和MSA（Mobile Station Assisted）两种运行模式。
·MSB模式下，手机从AGPS位置服务器上下载辅助数据，然后手机再结合GPS卫星信号进行定位计算。这种方式需要手机下载辅助数据，同时它还需要利用其自身的CPU、内存等资源进行最终的定位计算。MSB模式的优点是网络负担小且定位延时小，适合短时间内的连续定位。
·MSA模式下，手机接收并解调GPS卫星信号，然后将这些伪距信息传给AGPS位置服务器。AGPS位置服务器根据手机所发送的数据、自己所保存的卫星数据以及其他一些信息（例如手机当时通信的基站位置）计算出手机所在位置，然后将该信息返回给手机。
以上都是在有GPS信号的情况下，而在室内的时候无GPS信号，就会通过手机所注册基站的CELL ID来定位大体位置。
6.为什么需要4颗卫星定位
为什么要确保至少4颗卫星的信号能覆盖到地球表面任意地方呢？ 测距原理可知，要计算接收器的位置即（x，y，z）坐标值就需要3颗卫星，而由于接收器时钟和卫星时钟的不同步，所以还需要至少一颗卫星用来计算信号传输时间。综上，GPS定位需要至少4颗卫星参与。

7.GPS测试标准
7.1信号强度SNR标准
必须四颗星达到38以上，可用卫星达到8颗
7.2启动时间

定位方式 启动方式 标准
仅GPS 冷启动 TTFF Avage < 40s&TTFF MAX<60s (60s~100s 2 times allow)
CEP50 < 20m
CEP90 < 100m
CEP95 < 150m
注：CEP50 < 20m 50%的点在半径20m的圆内
CEP90 < 100m 90%的点在半径100m的圆内
CEP95 < 150m 95%的点在半径150m的圆内
热启动 TTFF<10s
AGPS 冷启动 TTFF MAX < 20s(20s~40s 2 times allow)
CEP50 < 20m
CEP90 < 100m
CEP95 < 150m
热启动 TTFF<10s

7.3导航标准

8．测试工具方法

GPS_TTFF_Test_V5_3.apk
9.测试问题
1、【GPS】仅GPS冷启动时间不达标

2、【GPS】SNR值不达标

**

• SNR1-SNR2=10lg（S1/N1)-10lg（S2/N2)
• SNR相差3 SNR1信号强度是SNR2的一倍
• SNR相差5 SNR1信号强度是SNR2的两倍**

**
3、【GPS】AGPS冷启动不达标
国内未配置千寻服务器，在modem测添加千寻服务器

4、 漂移问题