GPS接收機的靈敏度分析
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隨著GPS 應用范圍的不斷擴展，業界對GPS 接收機的靈敏度要求也越來越高，高靈敏度的接收性能可以令接收機在室內或其它衛星信號較弱的場景下仍然能夠實現定位和跟蹤，大大拓展了GPS 的使用范圍。
作為GPS 接收機最為重要的性能指標之一，高靈敏度一直是各個GPS 接收模塊孜孜以求的目標。對于GPS 接收系統而言，靈敏度指標包括多個場景下的指標，分別為：跟蹤靈敏度、捕獲靈敏度、初始啟動靈敏度。目前業界已經可以實現跟蹤靈敏度在-160dBm 以下的接收機，同時，初始啟動的靈敏度和捕獲靈敏度也分別可以達到-142dBm 和-148dBm 以下。GPS 接收機首先需要完成對衛星信號的捕獲，完成捕獲所需要的最低信號強度為捕獲靈敏度；在捕獲之后能夠維持對衛星信號跟蹤所需要的最低信號強度為跟蹤靈敏度。為了實現定位，GPS 接收機還需要解調GPS 衛星發送的導航電文，相應的，解調導航電文所需要的最低信號強度為初始啟動靈敏度。根據上述定義可知，跟蹤靈敏度最高，捕獲靈敏度次之，初始啟動靈敏度最差。
2 GPS 接收模塊的靈敏度性能分析
從系統級的觀點來看，GPS 接收機的靈敏度主要由兩個方面決定：一是接收機前端整個信號通路的增益及噪聲性能，二是基帶部分的算法性能。其中，接收機前端決定了接收信號到達基帶部分時的信噪比，而基帶算法則決定了解調、捕獲、跟蹤過程所能容忍的最小信噪比。
2.1 接收機前端電路性能對靈敏度的影響
GPS 信號是從距地面20000km 的LEO（Low Earth Orbit，低軌道衛星）衛星上發送到地面上來的，其L1 頻段（fL1=1575.42MHz）自由空間衰減為：
Power，有效通量密度）為P=478.63W（26.8dBw）([1][2])，若大氣層衰減為A=2.0dB，則
GPS 系統L1 頻段C/A 碼信號到達地面的強度為：
L1 頻段C/A 碼信號強度最小值為-160dBw，和上述結果一致。在實際場景中，由于衛星仰角的不同、以及受樹木、建筑物等的遮擋，L1 頻段C/A 信號到達地面的強度可能會低于-160dBw。
一般GPS 接收機的結構如下圖所示：
圖 1 GPS 接收模塊的一般結構
上圖中，天線后直接接濾波器進行前置濾波，其作用在于防止寬帶干擾阻塞低噪放，但會增大前級的噪聲系數，因此在選用器件時需要考慮采用插損盡量小的濾波器。
天線的有源部分主要是用來補償從天線到接收模塊之間的電纜損耗，如果天線和接收模塊之間的插損極小，則可以使用無源天線。
GPS 接收機前端的特性可以由整個接收機的G/T 值來表征。設GPS 接收機的射頻前端可以分為n 級，第i 級的增益、噪聲系數、等效噪聲溫度分別為Gi、NFi、Tei，則GPS 接收機的總的等效噪聲溫度為：
天線方向圖、擺放位置等都有關系，一般認為GPS 天線噪聲溫度為Ta=100K。
根據系統的G/T 值即可以得到在一定輸入信號功率下的接收載噪比：
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