GNSS接收机测试解决方案.pdf

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1、GNSS接收机测试解决方案——KingCable深圳金凯博电子科技有限公司2012-2-13目录：：：：一、GNSS系统概述1.1GNSS介绍1.2GPS系统1.3GPS信号测试的基本要求二、GNSS传统测试系统2.1GNSS测试所面临的问题2.2Agilent的GNSS测试解决方案2.3Spirent的GNSS测试解决方案2.4LitePoint的GNSS测试解决方案三、KingCable的GNSS测试解决方案3.1KingCable公司介绍3.2KingCable的GNSS测试解决方案3.3KingCable的GNSS测试解决方案优势一一一、一

2、、、、GNSS系统概述1.1GNSS介绍GNSS是GlobalNavigationSatelliteSystem的缩写。中文译名为全球导航卫星系统。目前，GNSS包含了美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo系统、中国的Compass(北斗)，全部建成后其可用的卫星数目达到100颗以上，截止2011年10月，欧盟的Galileo系统、中国的Compass(北斗)还未进入大规模的民用阶段。早在20世纪90年代中期开始，欧盟一直在致力于一个雄心勃勃的民用全球导航卫星系统计划，称之为GlobalNavigationSatelliteSy

3、stem。该计划分两步实施：第一步是建立一个综合利用美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统的第一代全球导航卫星系统(当时称为GNSS-1，即后来建成的EGNOS)；第二步是建立一个完全独立于美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统之外的第二代全球导航卫星系统，即正在建设中的Galileo卫星导航定位系统。由此可见，GNSS从一问世起，就不是一个单一星座系统，而是一个包括GPS、GLONASS、Compass、Galileo等在内的综合星座系统。众所周知，卫星是在天空中环绕地球而运行的，其全球性是不言而喻的；而全球导航是相对于陆基区域性导航

4、而言，以此体现卫星导航的优越性。1.2GPS系统4大全球导航卫星系统：美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟Galileo的和中国的北斗，其中GPS系统应用最为广泛，下面主要针对GPS系统来展开叙述。GPS系统由三大部分组成：空间部分、控制部分和用户部分。空间部分是GPS人造卫星的总称，人造卫星平均高度约20200Km，运行轨道是一个椭圆，地0球位于该椭圆的一个焦点上，运行周期约为12小时，在6个倾角约55的轨道面上不平均地分布着近30颗导航卫星，部分为备用卫星。在GPS系统中，卫星是动态的已知点，用户端所有的导航定位信息都是依据这个动态已知点

5、发送的“星历”计算得到的。GPS星历，实际上是一系列描述GPS卫星运动及轨道的实时状态参数。民用GPS模块所接收到的广播星历是由GPS卫星以扩频通信方式通过导航电文直接向用户播发的用于实时数据处理的预报星历，在不同的载波上以不同的速率广播民用的伪随即码C/A码星历和军用的P码星历。我们常说的GPS定为模块/接收机称为用户部分，接收、解调卫星的广播C/A码信号，中心频率为1575.42MHz，通过运算与每个卫星的伪距离，采用距离交会法求出接收机的经度、纬度、高度和时间修正量这四个参数，特点是点位速度快、但误差大。初次定位的模块至少需要4颗卫星参与计算

6、，称为3D定位。GPS模块通过串行通信口不断输出NMEA格式的定位信息及辅助信息，供接收者选择应用。仍然是以GPS为例，GPS信号频率为：L1：1575.42MHz，上有C/A码和P码L2：1227.6MHz，上仅有P码C/A码是用于跟踪、锁定和测量的伪随机噪声码，它由m序列优选对组合码组成的GOLD码。GPS采用GOLD码作为C/A码的主要原因其优点在于广泛用于多址通信，但C/A码精度较低，码结构是公开的，可供GPS设备使用。P码是GPS的精测码，码速率为10.23MHz，由两个伪随机噪声码相乘构成的，由两级12位移位寄存器构成。P码的码长为6.

7、19*1012，所以在不知道P码结构的情况下，是无法捕获P码的，美国国防部又实行了AS政策，在P码上又增加了极度保密的W码，绝对禁止非特许用户使用。GPS卫星信号L波段，其调制波是卫星电文和伪随机噪声码的组合码。GPS卫星发送的导航电文D码，是一种不归零的二进制码组成的编码脉冲串，其速率是50bps。为了克服通讯距离上的问题，同时要将信号发送给用户，需要作二级调制。首先，将50Hz的D码调制成一种伪随机噪声码，这种码被称为P码，码速率高达10.23MHz。D码调制成P码形成一个组合码，使得D码的频带带宽从50Hz扩展到10.23MHz。即GPS卫星

8、原发送的50bps的D码，转为发送10.23Mbps的组合码，第二级再用组合码去调制载波。伪随机码性能的好坏，直接关系到整