GPS L5訊號作為GPS現代化進程的第三個民用訊號，從面世開始就自帶光環備受關注。支持雙頻L1 L5訊號的接收機仍是當前熱點，L5作為GPS現代化訊號分配到受保護的航空無線電服務（ARNS）波段對於生命攸關的精密導航服務領域尤為重要，衛星發射的功率更高，精度更優，可靠性更好，抗多徑等諸多優點。 |
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| 第一顆支持GPS L5訊號的衛星在2010年5月發射升空，衛星型號Block Type為IIF。GPS L5頻率由GPS星載原子鐘基準頻率f0=10.23MHz 倍頻115倍後產生，即L5訊號的載波頻率為1176.45MHz，其波長為25.48cm，訊號帶寬為20.46MHz。 至此GPS 已經擁有三個頻段L1/L2/L5 ，多頻點能更好的消除電離層延遲，組成更多的線性觀測值，提高定位精度。 |
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| 作為GPS現代化進程，新訊號的引入都是為了提升系統的整體性能。作為後來者訊號L5吸取了L1 C/A存在的經驗教訓，有著鮮明的優勢和特點。 |
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- L5訊號採用QPSK調製，即由兩個相互正交的分量IQ兩路構成。這兩路功率完全相同， 速率相同都為10.23Mbps，相較於L1 C/A碼提升了10倍。C/A 一個位元的寬度為293公尺，而L5一個位元的寬度提升至29.3公尺與L1 P碼精度相同。
- L5訊號一個週期內的碼片長度為10230，因而相較於C/A 擁有更高的自相關性和互相關特徵。
- L5訊號由新一代衛星發送，擁有較高的發射功率和訊號帶寬。因此具備更強的抗干擾能力。多徑的抑制能力與訊號帶寬成正比，更大的訊號帶寬能觀測到更多的附帶訊息，可以確定反射等多徑訊息存在於接受訊號中，並通過識別這些多徑能進行校正，提升精度。接收機可以通過接收I,Q這兩路不同的訊號的多徑衰落模式來提升抗多徑能力。
- L5訊號支持長時間積分，有利於在遮擋或弱訊號情況下對訊號進行捕獲跟踪。
- L5訊號採用現代化CNAV電文，加上前向糾錯和NH碼技術，增強了對出錯檢測的健壯性，而且還具備糾錯能力。
- 結合L1 L5 不同頻率的訊號，接收機能獲得更多的線性觀測值消除電離層延遲。
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| Q1： 為什麼我的DUT不支持GPS L5 獨立定位？ |
| GPS L5導航電文是獨立完整的。包含其獨立定位所需的時間，星曆等所有訊息。但是目前大多數消費類接收機不支持獨立L5定位是芯片廠商自己的設計使然。 多數芯片廠商設計仍然是需要首先L1先捕獲定位後才能收到L5訊號， 這裡可能的出發點是廠商認為天空中支持L5的衛星還不夠多，某些時刻或位置不滿足最低觀察到4顆的定位需求，二是L5 碼率變長是L1 C/A碼的十倍，捕獲的時間會加長。通過L1獲得衛星曆書後就方便快速搜索L5訊號。這僅僅是我個人的推測，也歡迎芯片設計專業人士評論區回复解答。由於不能L5獨立定位，這就要求測試時必須L1 L5兩個訊號同時勾上發送。關於單獨L5的諸如首次定位時間TTFF, 跟踪靈敏度，捕獲靈敏度等無法測試。當然我們也看到有些專業型的GPS 接收機是支持獨立L5定位，如下圖。 |
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| Q2：為什麼GSS7000 L5的Reference 功率不是-130dBm？ |
| GSS7000 內PosApp軟件L5的Reference 功率為-127.9dBm，這與GPS L1 的-130dBm 不相同。而這一功率設置是完全參照GPS官方ICD:IS-GPS-705 文檔設計，具體可參照以前的微信文章。作為現代化設計的新衛星，採用多陣列太陽能電池板能效有效提升、更大的電池最終顯著地提高了衛星發射功率。 |
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| Q3：GSS7000支持對L1 L5功率進行獨立控制嗎？我想測試L5 @-130dBm應該怎麼設置？ |
| 目前PosApp軟件暫不支持同一星座不同頻率功率下的獨立控制， L5 Ref功率默認高於L1 2.1dB offset 是固定不變的，調節功率時是聯動的。 當我們想設置L5的功率為-130dBm，則輸入功率值Slider value為-2.1，則L5 I路和Q路的功率就為-130dBm。此時我們無需理會L1， 只需關心想要的L5訊號表現即可。 |
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| Q4：為什麼GSS7000同時仿真了8顆L1 和L5衛星， 接收機顯示L1收到8顆正常，但是L5卻只有4顆左右？ |
| 我們根據GPS官方發布的衛星升級計劃可以看到，2010年以後發射的新衛星Block IIF, III,IIIF才支持L5訊號，而之前的老舊衛星仍在運轉但不支持發射L5訊號。作為模擬器GSS7000來說具有向後兼容的能力，即仿真的所有GPS衛星都是支持L1L5 同時發射以便測試前瞻。 |
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| 但是某些芯片廠商只記住了支持L5衛星的PRN號，以及內部軟件FW更新不及時等因素導致接收機不能收全所有L5衛星。截至到2023年2月我們在GPS官網查到支持L5的衛星號PRN包括如下： 1，3，4，6，8，9，10，11，14，18，27，23，24，25，26 ，28，30，32共記18顆衛星。 |
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同樣的，我們在測試中也看到某些接收機的芯片算法支持未上天的L5衛星號，以適應未來的可能出現的情況。 |
| Q5：採用GSS7000測試GPS L5時DUT收到的訊號的功率是多少？此時接收機顯示多少的CN0才算合格？ |
例如PosApp界面設置power offset 為0dB時，點擊任意一顆衛星即可彈出當前衛星功率值，可以看到當前L5 訊號功率分為兩路相同的功率L5Q=L5I= -127.9dBm， 總體Total功率為- 124.89dBm。 |
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| L5訊號包含兩個相互正交且功率相同的I路和Q路組成。L5I訊號調製有偽碼和CNAV電文的數據碼-Data， 而L5Q沒有數據，僅有偽碼的導頻訊號-Pilot。 |
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| 此時GNSS接收機是接收了這L5I, L5Q兩路訊號還是其中一路，這取決於接收機設計，我們不得而知。且接收機的CN0屬於接收機側相關的問題，同時還與接收機的射頻鏈路NF，內部射頻干擾等相關，沒有標準答案。每個接收機或芯片廠商有自己的檢驗標準。 |