GPSAGPS及SpirentGSS6700模拟信号发生器介绍-精选文档

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GPS 冷啟動定位 TTFF（Time To First Fix）
1.搜索衛星信號：衛星是在快速運動的，跟地面有嚴重的多普勒效應，衛 星 信號的頻率不是一個定值而是在一個範圍內變動。GPS接收機需要在一 個頻段內完整搜索，尋找可用的衛星信號。這個過程是比較耗時間的。 2.跟蹤一顆信號最強的衛星並獲取其發送的星曆：星曆完整接收分成三個 幀，前後最短需要30秒，最慢50秒。獲取到星曆，GPS接收機就大概能知道 現在頭頂上衛星的分佈情況了。 3. 知道了衛星大致的位置，就能獲取到他們的相對移動速度，也估算出其 他衛星信號的頻率。GPS接收機開始在這些頻率搜索嘗試穩定接收其報文。 但未鎖定未定位。這時衛星是沒鎖定的，GPS接收終端需要不停的計算，調 整，才能把該收集的資訊收集完。這步是很考驗GPS晶片的優劣的，演算法 好壞差很多。 4. GPS導航系統衛星不斷地發射導航電文，由於用戶接受機使用的時鐘與 衛星星載時鐘不可能總是同步，所以除了用戶的三維座標x、y、z外，還要 引進一個Δ t即衛星與接收機之間的時間差作為未知數，然後用4個方程將 這4個未知數解出來。所以至少要能接收到4個衛星的信號完整資料，GPS晶 片就可以算出GPS接收機準確的地理座標了。有了準確座標，參照星曆，衛 星的相對位置以及移動速度都能準確的算出來。於是GPS接收機也能預測 GPS信號的頻率變化走向，信號可用持續穩定接收。這就表現為“鎖定” （即可定位導航）
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衛星定位系統簡介
另四個衛星定位系統分別為 ： 俄羅斯主導 GLONASS 格洛納斯衛星定位系統 中國 主導 Compass 北斗衛星定位系統 歐盟 主導 Galileo 伽利略衛星定位系統 日本 主導 QZSS 俄羅斯主導 GLONASS基本上已在全球完成覆蓋部署,從明年開始將會 有大量的 GLONASS 及GLONASS/GPS 雙模的衛星接收終端上市
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GPS Cold Start與Hot Start啟動區別
但应该注意这些数据都不是长期有效的，不能随时随地帮GPS 实现快速定位。 一种情况是时间过期。这GPS内存储的星历时效一般不超过4 小时。也就是说，如果你关了GPS超过四小时，即使没有大距 离移动，仍然在原来的城市里，而GPS内的保留星历依然会因 超时而失效。此时头顶的卫星已经不是星历里记录的那几颗了， 必须再次一颗一颗的去计算卫星轨道。当然，此时“最后一次 定位的经纬度”是有效的，有一个参考值，锁定卫星的速度还 是比冷起稍微快一点. 另一种情况是星历预测锁定卫星信号的功能失效 比如你出差了。四个小时内，关着GPS坐飞机从上海到了深圳。 这时候，GPS芯片里存放的数据就不论是否超过4个小时都完全 失效。因为，你所处的位置已经不是GPS内存中记录的那个经 纬度了，内存中的星历，是上海上空的星历。跟深圳头顶上的 卫星无关。此时若要锁定GPS卫星，缓慢就跟冷起无异。
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GPS Cold Start與Hot Start啟動區別
GPS Hot start 需具備的條件： 热启动定义为接收机加电至其第一次捕获有效导航数据点之间的时间， 但需满足如下条件： 1.时间已知 2.历书已知 3.星历已知 4.位置距上次定位点100公里以内 GPS接收机假设你上次使用GPS后没有大距离的移动，就直接根据当时 的坐标和星历，到相应的卫星工作频率上搜索卫星，基本定位時間在 5sec，如接收機位置没有太大变化，卫星很快就能锁定到. GPS Hot start 失效的原因： 一，距離上次定位超過 4小時 由於GPS卫星报文速度慢，为了节省流量和时间，卫星一般都只传四 个小时的星历。 二，接收機在4小時時間內移動距離超過一千公里以上 GPS开机的位置离上次关机的地点很远，那么算出的卫星信号频率跟 实际是不同的，使用原來保存的坐標已經找不到原來的衛星,所以不 得不重新搜索衛星,重新定位。
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SPIRENT GSS6700 Multi-GNSS星群模拟系统
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轉接GPS信號需要材料介紹
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轉接GPS信號需要材料介紹
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Agenda
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GPS Introduction GPS test elements GSS6700 Introduction Why use simulator & What to test Control Software (SIM REPLAY )Introduction • Positioning Application Introduction
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GPS 定位系统简介
GPS: Global Positioning System（全球定位系統）
GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间 卫星导航定位系统.其主要目的是为陆、海、空三大领域提供 实时全天候和全球性的导航服务.并用于情报收集、核爆监测 和应急通讯等一些军事目的经过20余年的研究实验，耗资300 亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星 座己布设完成
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GPS 構成部分
地面監控部分包括:四個監控站一個上行注入站和一個主控站。
監控站設有GPS用戶接收機、原子鐘、收集當地氣象資料的感測器和進 行資料初步處理的電腦。監控站的主要任務是取得衛星觀測資料並將 這些資料傳送至主控站。 主控站設在範登堡空軍基地。它對地面監控部實行全面控制。主控站 主要任務是收集各監控站對GPS衛星的全部觀測資料，利用這些資料計 算每顆GPS衛星的軌道和衛星鐘改正值。 上行注入站也設在範登堡空軍基地。它的任務主要是在每顆衛星運行 至上空時把這類導航資料及主控站的指令注入到衛星。 這種注入對每顆GPS衛星每天進行一次，並在衛星離開注入站作用範圍 之前進行最後的注入。
另三種衛星定位系統由於各種原因衛星覆蓋面積只能實現區域覆蓋,
定位系統暫時無法實現全球定位。
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Agenda
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GPS Introduction GPS test elements GSS6700 Introduction Why use simulator & What to test Control Software (SIM REPLAY )Introduction • Positioning Application Introduction • Why use simulator & What to test
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Spirent GPS 模擬系統簡介
KONEX 公司自2019年即和英國 SPIRENT COMMINICATION ( UK ) 公司 作技術授杈和系統整合的合作方式 ,提供用戶有關 GPS / SBAS / GLONASS衛星導航信號 L1/L2/L5 模擬測試系統設備，適合航汰.軍事. 通信.船泊.運輸 … 各種有關衛星導航信號模擬測試應用.SPIRENT 公司目前是全球最大也是技術最先進的GPS / GLONASS 衛星導航信號 模擬測試系統設備生産商,全球主要的航汰.軍事.衛星通信公司,有關 衛星導航信號模擬測試應用大都使用SPIRENT公司産品 . 英國SPIRENT公司員工有5000人,是全球最大的GPS/GLONASS SIMULATOR測試系統生産公司,2019年年營業額超過7億美金,産品行銷 全球50餘個國家 . 提供用戶有關GPS/SBAS/GLONASS衛星導航信號L1/L2/L5模擬測試系統 設備,適合航汰.軍事.通信.船泊.運輸 … 各種有關衛星導航信號模 擬測試應用
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GPS 構成部分
GPS由空間部分,地面監控部分和用戶接收機三大部分組成 :
空間部分： 空間部分使用24顆高度約2.02萬千米 的衛星組成衛星星座 21+3顆衛星均為近圓形軌道，運行週 期約為11小時58分，分佈在六個軌道 面上（每軌道面四顆）軌道傾角為55 度 衛星的分佈使得在全球的任何地方任 何時間都可觀測到四顆以上的衛星
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GPS Cold Start與Hot Start啟動區別
一旦GPS终端定位成功，在GPS接收芯片的内存中，一般 会一直保留/更新以下几个数据： 1.最后一次定位的经纬度（一个区域值） 2.最后一次定位位置上空卫星的数量和轨迹以及预测的四小 时之内这些卫星的位置。（这就是短效星历） 这两个数据非常关键。依赖这这组数据，当GPS关机或者丢失 信号之后，再次启动接受到卫星信号的时候，就可以不用去计 算卫星轨道了，只要简单的调整配对，就可以锁定卫星，快速 定位。这也就是为什么GPS短暂的关机开机,进隧道出隧道。再 次定位的速度都很快的缘故。
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輔助全球衛星定位系統 即AGPS 簡介
AGPS (Assisted Global Positioning System ) 輔助全球衛星定位系統 GPS 使用24個GPS衛星所形成的網絡來三角定位接受器的位置，並提供經 緯度座標。 雖然GPS提供絕佳的位置的精確度，但定位的位置需要在可看 見人造衛星或軌道所經過的地方。在濃密的樹下或是室內會出現信號衰減 而無法準確定位。輔助全球衛星定位系統, 是使用協助服務的技術，用來 減少定位所需的時間。在蜂巢式(手機)網路上使用定位服務已越來越普遍。 AGPS是结合GSM/GPRS与传统卫星定位，利用基地台代送辅助卫星信息，以 缩减GPS芯片获取卫星信号的延迟时间，受遮盖的室内也能借基地台讯号 弥补，减轻GPS芯片对卫星的依赖度。和纯GPS、基地台三角定位比较， AGPS能提供范围更广、更省电、速度更快的定位服务，理想误差范围在10 公尺以内，日本和美國都已经成熟运用AGPS于LBS服务 （LocationBasedService，适地性服务）
9Байду номын сангаас



GPS 冷啟動定位 TTFF（Time To First Fix）
冷启动TTFF 首次定位时间TTFF（Time To First Fix）用于衡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， 其二是多普勒范畴与载波相关。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GPS C/A码的 一个完整代码段的总数）的代码不确定性，以及约+/-11 kHz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(Matched Filter)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： 1.时间未知 2.当前历书（Almanac）和星历(ephemeris)未知 3.位置未知 由于该过程具有随机性，需要在不同卫星几何分布 （SatallitGeometries）条件下测试若干TTFF值并取其平均值。
GPS/AGPS及Spirent GSS6700 模擬信號發生器介紹
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GPS Introduction GPS test elements GSS6700 Introduction Why use simulator & What to test Control Software (SIM REPLAY )Introduction • Positioning Application Introduction
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GPS 構成部分
用戶設備部分: 用戶設備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是： 能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星，並跟蹤這些衛星 的運行。 當接收機捕獲到跟蹤的衛星信號後，就可測量出接收天線至衛星的 偽距離和距離的變化率,解調出衛星軌道參數等資料。 根據這些資料，接收機中的微處理電腦就可按定位解算方法進行定 位計算，計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等 資訊。