自動化車用 GNSS 效能測試：完全符合 GB/T 45086.1-2024 最新標準
- Sonya Chan
- 10月19日
- 讀畢需時 6 分鐘
產業概觀：車用 GNSS 測試的必要性與挑戰
全球汽車產業正經歷快速變革，車聯網 (V2X)、自動駕駛，以及先進駕駛輔助系統 (ADAS) 已從未來概念轉變為量產現實，在這些先進系統的背後，全球導航衛星系統 (GNSS) 扮演著不可或缺的核心角色，準確、可靠且穩健的定位資訊，不僅是導航的基礎，更是 eCall (緊急救援通話) 和車輛對外界通訊 (C-V2X) 等安全關鍵應用的基石，任何定位的失敗都可能導致嚴重後果。
因此，汽車原始設備製造商 (OEM) 與模組供應商面臨著巨大的壓力，必須嚴格驗證其 GNSS 接收器的效能與穩健性，然而，傳統上使用真實衛星訊號進行的實地測試充滿了問題，這種方法不僅成本高昂、耗費大量時間，更致命的是，由於大氣變化、衛星軌道變異和都市峽谷效應，幾乎不可能重現一致的測試條件。
為應對這一挑戰並提升車輛安全性，新的區域性標準應運而生，中國即將在 2025 年中旬實施一項新的強制性測試規範：GB/T 45086.1-2024，該標準針對車載導航系統的效能，制定了嚴格的要求，工程師迫切需要一種自動化 (Automated)、可重複 (Repeatable) 且完全合規 (Compliant) 的測試解決方案；此時，一個能在實驗室環境中精確重現 GB/T 標準所要求之任何情境的模擬解決方案，成為確保模組滿足定位、導航與時脈最低效能要求的關鍵。
運用 R&S®CMWrun 與 R&S®SMBV100B 實現中國國家 GNSS 測試標準 (GB/T 45086.1-2024) 的自動化測試
挑戰：滿足全新強制性規範
2025 年中旬，中國將啟用一項新的測試規範，其中包含了測試車載 GNSS 導航系統的程序。系統中使用的 GNSS 接收器效能，必須依據中國國家 GNSS 測試標準 (GB/T 45086.1-2024) 進行測試，這包括測試接收器提供至少 1 Hz 資料輸出率的能力，以及同時處理兩個頻段訊號的能力。
該標準定義了接收器必須通過的多項 GNSS 測試，以確保完全符合新標準。然而，這些測試無法在真實環境中使用即時 GNSS 訊號執行，因為它們難以實施、極度耗時、成本高昂，且根本無法重現。因此，使用合適的 GNSS 模擬器成為唯一的解決之道。
Rohde & Schwarz 解決方案
R&S®SMBV100B 向量訊號產生器可選配多種 GNSS 模組，使其成為一台功能完整、效能可靠的 GNSS 訊號源。
R&S®SMBV100B 作為功能完整的 GNSS 模擬器
藉由 R&S®SMBV100B，上述所有測試都能在受控、定義明確且可重複的條件下於實驗室中執行。這款通用的向量訊號產生器可化身為功能完整的 GNSS 模擬器，它提供先進的模擬能力，可用於配置真實且複雜，同時又能在受控條件下運行的可重複 GNSS 情境。
R&S®CMWrun 實現全面自動化
搭配 R&S®CMWrun 時序軟體與 R&S®SMBVB-K364 選項，R&S®SMBV100B 即可成為一套全自動的 GNSS 效能測試儀。藉由 R&S®CMWrun 軟體，使用者可以排程、配置並自動執行測試，同時分析待測接收器的效能並產生測試報告。該軟體為 GB/T 45086.1-2024 標準中規範的所有測試案例，提供了預定義的測試情境。
測試範圍
關鍵接收器參數
GB/T 45086.1-2024 標準中指定的測試案例，包含了典型 GNSS 接收器參數的特性分析，例如：
追蹤靈敏度 (Tracking sensitivity)
擷取靈敏度 (Acquisition sensitivity)
首次定位時間 (Time to first fix, TTFF)
定位準確度 (Location accuracy)
速度準確度 (Velocity accuracy)
特殊條件測試
該標準也定義了針對特殊事件或在特殊條件下的測試，例如：
GPS 週數翻轉測試 (GPS week number rollover tests)
閏秒處理 (Leap second handling)
針對非預期偽距誤差的測試 (RAIM 測試)
建議測試架構
建議測試架構。此架構展示了完整的自動化測試解決方案，整合了作為 GNSS 訊號模擬器的 R&S®SMBV100B、用於控制的 R&S®CMWrun 軟體、用於待測物 (DUT) 電源重啟的 R&S®NCG 電源供應器，以及用於精確時脈量測的 R&S®RTM 示波器。
自動化電源控制
大部分測試案例要求在執行測試前，對待測物 (DUT) 進行冷啟動 (cold start)；對於此冷啟動，測試標準規定待測物必須完全關閉，並斷開其電源供應；為了實現無需手動介入的自動化測試，R&S®SMBVB-K364 選項支援可切換的 R&S®NCG 電源供應器，該電源供應器可整合至測試架構中，為所有相關測試執行符合標準的電源關閉/開啟步驟。
自動化時脈效能驗證
部分測試案例包含對接收器時脈效能的驗證，當 1 PPS (Pulse Per Second) 訊號被用作車內其他組件的時脈來源時，必須對該訊號進行分析，這就是 R&S®SMBVB-K364 選項支援整合 R&S®RTM 示波器的原因；當用於時脈測試時，示波器會自動配置，並自動執行相應的量測。
R&S 解決方案的核心優勢
測試完全符合測試標準
所有 46 項預定義測試案例均符合中國國家 GNSS 測試標準 (GB/T 45086.1-2024)。
測試具備 100% 可重複性
R&S®SMBV100B GNSS 模擬器確保所有情境完全可重現，使該解決方案成為車載導航模組進行預合規測試、驗證和認證的理想選擇。
測試完全自動化
R&S®SMBVB-K364 選項結合 R&S®CMWrun 時序軟體，可自動配置訊號產生器，無需任何手動儀器配置。
高效規劃、執行與評估驗證/認證測試
運用 R&S®CMWrun 的整合式測試序列功能，執行自動化測試配置、排程、待測物 (DUT) 配置、資料分析與測試報告產生。
相關產品介紹
R&S®SMBV100B 向量訊號產生器
R&S®SMBV100B 是一款多功能、高效能的向量訊號產生器，在此解決方案中作為核心的 GNSS 模擬器。
關鍵特色：
一體化解決方案： 該機種在小型化的機箱中整合了基頻與射頻產生功能，提供高達 6 GHz 的頻率範圍。
先進的 GNSS 模擬： 支援多重衛星系統 (GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou 等) 與多重頻率 (L1、L2、L5) 訊號同時輸出，這對於滿足 GB/T 標準的雙頻要求至關重要。
真實情境模擬： 該產生器能夠模擬複雜的真實世界條件，包括多路徑衰減 (Multipath fading)、天線方向圖和大氣效應，確保進行徹底的穩健性測試。
R&S®CMW500 寬頻無線通訊測試儀
雖然 R&S®CMWrun 軟體負責自動化控制，但 R&S®CMW500 是業界領先的測試平台，可用於測試車輛的完整無線連接功能。
關鍵特色：
多重標準通用性： 該機種為所有主要的蜂巢式通訊標準提供全面的測試解決方案，包含 5G NR、LTE 以及 C-V2X (蜂巢式車聯網)。
eCall/NG-eCall 測試： 它是 eCall 與 NG-eCall 模組認證的首選解決方案，與汽車安全測試的背景完美契合。
協同測試： 在汽車測試架構中，R&S®CMW500 可作為中央無線通訊測試儀，並整合 R&S®SMBV100B 作為外部 GNSS 訊號源，以執行端到端的應用測試，例如驗證 eCall 事件期間發送的位置資料是否準確。
