SBF 分析儀 - 載噪比
在排除故障或測(cè)試接收器性能時(shí)，GNSS 信號(hào)的載噪比是關(guān)鍵信息。載波噪聲密度（也寫(xiě)作 C/N0）是 GNSS 載波信號(hào)功率與噪聲功率密度的比率。C/N0 值由接收器為每個(gè)被跟蹤的 GNSS 信號(hào)提供，以分貝赫茲 (dB-Hz) 為單位。
較高的 C/N0 值使接收器能夠從 GNSS 信號(hào)中獲得高質(zhì)量的測(cè)量結(jié)果，從而提高定位精度和可用性。C/N0 值可能會(huì)因降低載波信號(hào)功率（天線(xiàn)附近的障礙物）或引入過(guò)量噪聲（射頻干擾）的外部因素而降低。
所需的 SBF 塊
SBF 文件必須包含以下四個(gè)選項(xiàng)之一的塊才能生成載波噪聲圖。這些圖中的值的分辨率將取決于 SBF 文件中包含哪些塊。
|
SBF塊
|
C/N0 分辨率 (dB-Hz)
|
|
測(cè)量歷元
|
0.25000
|
|
MeasEpoch、MeasExtra
|
0.03125
|
|
測(cè)量3范圍
|
1.00000
|
|
Meas3Ranges、MeasCN0HiRes
|
0.06250
|
可以在此處找到驗(yàn)證 SBF 文件內(nèi)容的說(shuō)明 。
生成載波噪聲圖
圖 1 顯示了 SBF 分析器中“載噪比”選項(xiàng)的位置。
圖 1，載波噪聲圖選擇
當(dāng)“衛(wèi)星數(shù)量”選項(xiàng)以藍(lán)色突出顯示時(shí)，您可以選擇“繪圖選項(xiàng)...”按鈕來(lái)生成如圖 2 所示的窗口。此窗口允許您選擇或取消選擇用于生成最多四個(gè)繪圖的星座。右側(cè)的下拉選項(xiàng)可用于指定要包含的特定信號(hào)。還可以選擇天線(xiàn)，在分析來(lái)自單天線(xiàn)接收器的數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)始終將其設(shè)置為“主”。使用來(lái)自雙天線(xiàn)接收器的數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)使用 Aux 1 選項(xiàng)從輔助天線(xiàn)輸入生成繪圖。不應(yīng)使用 Aux 2 和 Aux 3 選項(xiàng)。
圖 2，載噪比圖選項(xiàng)
選擇“Carrier to Noise”旁邊的復(fù)選框，然后按“Analyze”按鈕生成繪圖。
不同時(shí)期的趨勢(shì)
C/N0 圖的總體趨勢(shì)將根據(jù)查看的持續(xù)時(shí)間而變化。圖 3 顯示了在 12 小時(shí)內(nèi)從靜態(tài)天線(xiàn)安裝收集的 GPS L1C/A 信號(hào)的 C/N0 圖。可以看到每顆衛(wèi)星的整體弧形圖案。較高的 C/N0 值將與較高的衛(wèi)星仰角相關(guān)，隨著衛(wèi)星在其軌道模式中移動(dòng)，該值會(huì)先增大然后減小。
圖 3，12 小時(shí)內(nèi)的 C/N0
圖 4 顯示了來(lái)自圖 3 中使用的同一 SBF 文件的 GPS L1C/A 信號(hào)的 C/N0 圖。圖 4 是在僅 1 小時(shí)的時(shí)間內(nèi)繪制的，導(dǎo)致總體趨勢(shì)趨于平緩，并且?guī)缀鯖](méi)有證據(jù)表明弧。
圖 4，1 小時(shí)內(nèi)的 C/N0 圖
天線(xiàn)傾斜
在天線(xiàn)傾斜角變化的運(yùn)動(dòng)學(xué)應(yīng)用中，會(huì)看到 C/N0 值的變化。這部分是由于 GNSS 天線(xiàn)的輻射方向圖造成的。當(dāng)天線(xiàn)直接指向天頂時(shí)，仰角較高的衛(wèi)星的 C/N0 值會(huì)較高。然而，隨著天線(xiàn)傾斜，這種情況會(huì)發(fā)生變化，而最高的 C/N0 值通常會(huì)在衛(wèi)星位于天線(xiàn)指向的方向時(shí)找到。
圖 5 顯示了兩顆 GPS 衛(wèi)星的 C/N0 圖，上面覆蓋了顯示航向角、俯仰角和橫滾角的姿態(tài)圖。此 SBF 文件是從具有開(kāi)放天空視圖的無(wú)人機(jī)應(yīng)用程序收集的。直到19點(diǎn)58分11秒，兩顆衛(wèi)星的C/N0值都穩(wěn)定在40dB-Hz附近。此時(shí)飛行器的俯仰角和橫滾角發(fā)生變化，導(dǎo)致一顆衛(wèi)星（紅色）的C/N0值上升，而另一顆衛(wèi)星（藍(lán)色）的C/N0值下降。
圖 5，C/N0 值隨無(wú)人機(jī)姿態(tài)變化
干涉
RF 干擾通常僅影響特定的 GNSS 頻段，或者對(duì)某一頻段的影響比其他頻段的影響更大。干擾信號(hào)的存在會(huì)導(dǎo)致 GNSS 信號(hào)的 C/N0 值降低。在對(duì)信號(hào)質(zhì)量下降進(jìn)行故障排除時(shí)，生成不同頻段信號(hào)的 C/N0 圖會(huì)很有幫助，以了解問(wèn)題在它們之間是否常見(jiàn)。圖 6 上圖顯示了 GPS 和 GLONASS L1 信號(hào)的 C/N0 圖例，下圖顯示了 L2 信號(hào)的 C/N0 圖例。這些圖顯示，對(duì)于 L1 頻段中的信號(hào)，跟蹤保持一致，但對(duì)于 L2 信號(hào)，跟蹤是間歇性的或未實(shí)現(xiàn)。
圖 6，L2 頻段干擾期間的 C/N0
https://customersupport.septentrio.com/s/article/SBF-Analyzer-Carrier-to-Noise
