東方拓宇GPS設(shè)計與分析GlobalPositioningSystem系統(tǒng)介紹硬件與軟件設(shè)計要求量產(chǎn)要求問題debugGPSco-clock(TMS)GPS測試介紹如何捉取與分析GPSLogGPSFiledTest參數(shù)說明GPSSPMETA

測試各項指標的含義以及參考范圍GlobalPositioningSystem全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，是美國國防部研制和維護的中距離圓型軌道衛(wèi)星導航系統(tǒng)。它可以為地球表面絕大部分地區(qū)（98%）提供準確的定位、測速和高精度的時間標準。該系統(tǒng)包括太空中的24顆GPS衛(wèi)星；地面上1個主控站、3個數(shù)據(jù)注入站和5個監(jiān)測站及作為用戶端的GPS接收機。最少只需其中3顆衛(wèi)星，就能迅速確定用戶端在地球上所處的位置及海拔高度；所能收聯(lián)接到的衛(wèi)星數(shù)越多，解碼出來的位置就越精確。SatelliteSystemPRNnumbersNMEA/PMTK

SVIDGPS1~321~32WAAS120~13833~64GLONASS1~2465~8889~96reservedGALILEO1~5451~104QZSS183~187

193~197reserved193~197BEIDOU1~30201~230

硬件設(shè)計要點

GPS在無輔助信息的條件下定位，需要捕獲到至少四顆衛(wèi)星，并且完整解調(diào)出其時間及星歷數(shù)據(jù)，才能實現(xiàn)定位（不同衛(wèi)星可以同時進行捕獲和解調(diào)信息）。完整接收每顆衛(wèi)星的星歷至少需要18s，若錯過星歷子幀的起始或者其間有中斷（比如信號變?nèi)鯇е聼o法解調(diào)），那么都需要在下一幀（30s后）重新接收該不完整的子幀，這時定位時間將大大增加。在窄巷、高架橋下、車里等場景，信號較弱或時強時弱，GPS定位時間一般會比較長也正是這個緣故。

GPS硬件性能將決定整機自主定位的定位時間及其弱信號下維持定位的能力，硬件性能的保證至關(guān)重要，而且需要在設(shè)計之初就考慮進去。針對各個chip的設(shè)計細節(jié)請參考相應(yīng)的Designnote。指標決定因素影響改善措施傳導CNRRFtrace、LNA衛(wèi)星信號CNR低會造成解調(diào)難，定位慢，容易丟失定位。RFtrace做50歐阻抗控制，走線越短越好且嚴格包地保護。靠近天線端加LNA提升系統(tǒng)噪聲系數(shù)。天線效率結(jié)構(gòu)、天線形狀天線效率低會造成接收衛(wèi)星信號強度低，從而造成CNR低。設(shè)計結(jié)構(gòu)之初就需要給GPS天線預(yù)留足夠的空間。clockstatusclock走線、TCXO凈空、熱源與TCXO距離clockdrift太大會造成定位慢，clockdriftrate太大會造成即使在強信號下定位時間也長甚至無法定位。TCXO要遠離2G/3GPA，且TCXO要留有足夠的凈空區(qū)以抵抗周圍PA等熱源因開關(guān)熱沖擊造成的clockdriftrate超標。Clock走線嚴格包地保護。GPSdesense干擾源離GPS天線和RF走線的距離干擾源工作時會造成GPSCNR下降。結(jié)構(gòu)上，Menorychip、T卡、Camera、LCD/CTP連接器及任何FPC遠離GPS天線，干擾源要有良好屏蔽。layout上，GPSRFtrace包地保護，遠離任何數(shù)字信號線，遠離WIFIRFtrace。指標spec備注傳導CNR≥40dB-HzGPSsignal@-130dBm≥65dB-HzCWsignal@-105dBm天線效率>40%總效率>15%上半球效率clockdrift0.5ppm/2ppm依據(jù)所使用晶體規(guī)格配置軟件Clockdriftrate(26MHz晶振)<2.5ppb/s無熱沖擊<10ppb/sWIFI/2G/3G等PA開關(guān)造成熱沖擊Clockdriftrate(TMSCo-Clock)<5ppb/s無熱沖擊<120ppb/sWIFI/2G/3G等PA開關(guān)造成熱沖擊GPSDesenseCNRdrop<3dB亮滅屏、2G/3Gdatalink、Wi-Fionoff、T卡讀寫等情況下對GPS造成干擾軟件設(shè)計要點

GPS定位過程中，由于衛(wèi)星的通信速率只有50bps，且解調(diào)星歷所需的信號強度要求較高，所以很大部分的時間是用于等待接收完整的衛(wèi)星星歷。

MTK提供了標準的在線輔助手段（A-GPS）和離線輔助手段（Hotstill和EPO）。Hotstill利用已解調(diào)的衛(wèi)星星歷預(yù)測其未來7天內(nèi)的星歷，EPO是事先通過網(wǎng)絡(luò)下載30天內(nèi)所有衛(wèi)星星歷。而A-GPS則是通過移動網(wǎng)絡(luò)獲取相關(guān)的輔助數(shù)據(jù)。

A-GPS獲取到的是當前的星歷，它相對離線手段會更精確，但時效短，且與移動網(wǎng)絡(luò)連網(wǎng)質(zhì)量和連網(wǎng)速度有關(guān)。離線手段不需連網(wǎng)，但精度稍差。同時使能兩種手段可以使其相互補充，得到更好的效果。量產(chǎn)要求

為了保證量產(chǎn)手機的GPS性能，量產(chǎn)前需要確保硬件指標滿足spec，軟件打上最新patch，默認打開EPO及A-GPS。如有條件，可做外場對比測試。

重要的GPSpatch都會發(fā)布到PMS系統(tǒng)上，在PMS系統(tǒng)中查詢項目的GPSpatch的步驟如下圖所示：量產(chǎn)要求備注硬件指標滿足spec傳導CNR有GPS模擬器，使用GPSsignal測試；

無GPS模擬器，可以使用CWsignal測試。天線效率請?zhí)炀€廠商保證效率。Clockdrift/clockdriftrate請在強信號下定位后錄制debuglog，使用GPSDoctor查看clockstatus。GPSDesense可根據(jù)關(guān)注程度，在desense列表中有選擇地進行測試，必測項有：亮滅屏、2G/3Gdatalink、Wi-Fionoff、T卡讀寫軟件保證Patch打上PMS系統(tǒng)發(fā)布的所有GPSPatch，PMSSystem輔助手段默認打開EPO、A-GPS外場測試TTFF車載導航有條件可做外場測試，需要有參考機作對比，需要注意對比的公平性，TTFF需要取多次測量結(jié)果作統(tǒng)計，車載導航通過錄制NMEAlog，再轉(zhuǎn)換成KMZ，利用googleearth觀察其與道路吻合情況。問題類型現(xiàn)象預(yù)處理MTKsupport

（若預(yù)處理無法解決，請?zhí)峤籩-service）咨詢芯片功能、指標、SW配置等在FAQ上查找答案詳細描述問題預(yù)約測試傳導指標做板級性能確認利用GPS信號源或綜測儀，自行測量板級CNRe-service標題

為“預(yù)約GPS傳導指標測試”輻射指標做整機性能確認準備整機和參考機e-service標題

為“預(yù)約GPS輻射指標測試”調(diào)試協(xié)助功能故障無法打開GPS、無法搜星、搜到星長時間無法定位等硬件檢查：檢查射頻通路、時鐘通路上件是否正確，檢查相關(guān)的供電電壓是否正常

軟件檢查：chip、GPIO、co-clock等配置詳細描述故障現(xiàn)象及所做過的預(yù)處理結(jié)果，附上原理圖、PCB圖、預(yù)測試結(jié)果、mobilelog和gpsdebuglog性能不佳定位時間長、漂移、干擾等自行測量傳導CNR、clockstatus、GPSde-sense、opensky收星對比（錄制GPSdebuglog）詳細描述故障現(xiàn)象及所做過的預(yù)處理結(jié)果，附上原理圖、PCB圖、預(yù)測試結(jié)果、mobilelog和gpsdebuglog問題類型及相應(yīng)的處理方法現(xiàn)象rootcause檢查實驗GPS無法開啟/無法搜星軟件配置錯誤SW相關(guān)配置（如GPIO等）錄制mobilelog和debuglog

進行分析芯片未工作schchip及外圍器件連接關(guān)系是否正確量測chip各供電壓；

若是小概率事件，請更換chip測試；RFpath不通PCBchip及外圍器件封裝是否正確從天線饋點向chip，分別跳過Diplexer/SAW/LNA接入信號測量CNR，判斷哪一級不通天線效率低結(jié)構(gòu)天線空間是否足夠請?zhí)炀€廠提供天線效率報告PCB天線和饋點下方是否凈空傳導

de-sensePCBGPSRFtrace/GPSpowertrace包地保護是否完整，是否有高速數(shù)字信號線相鄰從天線饋點向chip，分別跳過Diplexer/SAW/LNA接入信號測量CNR，判斷哪一級存在de-sense。使用外部直流電源為GPS供電信號比參考機弱，定位慢/漂移大輻射

de-sense結(jié)構(gòu)GPS天線周圍是否有高速器件或FPC摘除嫌疑干擾源進行排查；

用銅箔/導電膠帶/導電海綿等對干擾源進行屏蔽并良好接地；屏蔽蓋noise泄漏結(jié)構(gòu)BB/RFshieldingcase是否良好接地，是否存在較大開縫補焊屏蔽蓋接地點；

用導電膠帶/導電海綿屏蔽開縫GPSco-clock(TMS)MT6627/MT6625GPSco-clock(TMS)方案是：MT6166使用TMS(crystal+thermistor)，MT6627/MT6625省去TCXO，參考時鐘由MT6166提供。使用co-clock方案需要注意以下幾點：MT6572/MT6582使用MP版本芯片；MT6166使用TMS；SW修改成co-clock配置；使用前需要進行RF校準和co-clock校準；完全遵守TMSlayoutguide，26MHzclock全程保護。常見校準Fail原因：軟件修改不完全：從TCXO改成TMS，軟件總共有四處地方需要修改；校準步驟不完全：例如做RF/co-clock校準前沒有使用RFtool生成升溫參數(shù)并填入cfg文件。Database文件與當前l(fā)oad不配套；連續(xù)多次進行co-clock校準：連續(xù)多次校準后，cfg中的升溫參數(shù)已不適應(yīng)PCB當前溫度狀況，導致校準參數(shù)C0/C1超出spec。GPS測試----干擾測試GPS干擾主要是通過觀察接收載噪比（CNR）在待測干擾源有無工作時的變化量來判斷的。如果有GPS模擬器，則PC端可以利用MiniGPS實時顯示衛(wèi)星CNR情況，直觀地觀察干擾源開關(guān)的CNR變化。當然，也可利用錄制debuglog的方式進行測試。GPSFieldTestlog捉取

查看衛(wèi)星分布如何通過看GPGSV里的衛(wèi)星的方位角和仰角可以判斷衛(wèi)星的位置，通過判斷GPGSA里的衛(wèi)星可以知道當前定位使用了哪些衛(wèi)星，這樣就可以知道當前使用定位計算的這些衛(wèi)星的衛(wèi)星分布如何、信號強度如何。通過GPGGA里的HDOP來判斷當前衛(wèi)星的分布如何，這個值越小越好。衛(wèi)星分布越好，越有可能產(chǎn)生的定位精度越高。所以HDOP是定位精度的充分但非必要條件。當前有哪些星歷被保存通過搜索GPSDebugLog文件中PMTKEPH，該關(guān)鍵詞會告訴你當前有哪些衛(wèi)星是已經(jīng)解析下來輔助資訊的。例如PMTKEPH,3,12,15,18表示有3顆衛(wèi)星已經(jīng)解析下來了星歷數(shù)據(jù)，他們的衛(wèi)星ID

是12、15、18.如何判斷GPS已經(jīng)正常工作GPS工作起來首先會在GPSdebugLog中打印出來PMTK010的字樣，所以通過判斷這個可以知道GPS是否有正常工作起來。星歷數(shù)據(jù)是來自EPO、HotStill還是實時解算如果知道當前使用到的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)是來自實時接收解算下來的星歷、還是EPP,或者是HotStill，同樣也是通過判斷PMTKEPH。如果該關(guān)鍵字后面跟著的衛(wèi)星ID是正整數(shù)，那么是實時接收解算下來的星歷；如果是浮點數(shù)，而且是負數(shù)，但是小數(shù)點后都是0，表示的是EPO；如果是浮點數(shù)，而且是負數(shù)，但是小數(shù)點后的是非0，表示的是Hotstill；判斷AGPS/EPO/HotStill是否工作從GPSDebuglog中搜索到wk，epo表示EPO有工作；從GPSdebuglog中搜索到wkbee表示Hotstill有工作；從GPSDebuglog中搜索到wkssi表示AGPS有工作。H/W/C/FGPSStart通過從打開GPS的第一條GPGGA語句來確認是什么啟動方式，如果該語句中的時間是235944，那么表示沒有時間輔助資訊，這是完全冷啟動；如果有時間信息，但是位置是8960.0000，N，0000.0000，E，這表示是冷啟動；如果既有時間也有位置，可以看第一條PMTKEPH中是幾顆有衛(wèi)星的星歷，如果一顆沒有，那么這是暖啟動；如果發(fā)現(xiàn)也有位置、時間、而且至少4顆以上的星歷，那么這是熱啟動。[DESCRIPTION]GPS

搜星慢，信號弱，定位慢，定位漂移問題

[SOLUTION]若客戶有遇到該類GPSPerformanceissue，請到DCC上下載以下文檔，參考文檔進行檢查。

MTK_GPS_Phone_SQC_Test_20120220_Sim.pdf。若確定跟測試環(huán)境無關(guān)，仍有問題的話，請?zhí)峤籩service,并附上復現(xiàn)問題的gpsdebuglogandmobilelog.抓取gpsdebuglogandmobilelog的方法請到DCC上下載以下文檔。

GPS-Lo