GPS故障及干扰专题分析
中兴通讯股份有限公司
第1章 GPS故障及干扰排查概述
后台网管上报丢星告警或1pps丢失信号丢失，可能是因为工程或GPS设备导致的，也可能是GPS干扰导致的。 可先排查工程或GPS设备的常见故障，再排查GPS干扰源。也可反过来排查。
1.1 GPS介绍
GPS是全球定位系统，其频率是1575.42MHz。TD的空口同步时钟是基于GPS。
图1 GPS的安装示意图
中继放大器（也称干放）：当1/2的馈缆长度超过120时，需要添加干放，且安装时注意方向性。
1.2 GPS告警介绍
2.00.300版本，GPS告警更名为卫星接收类告警。 卫星接收及空口时钟告警告警共有以下6种：
告警描述 | 告警子码 | 告警原因 | 解决方案 | V2.00.300以前告警描述 |
空口时钟1pps信号丢失 | 1：GPS的1PPS输出信号丢失 2：北斗的1PPS输出信号丢失 3：1588的1PPS输出信号丢失 4：1PPS&TOD的1PPS输出信号丢失 | 1~2：卫星接收卡未输出1PPS信号，或者卫星接收处理单元未输出1PPS信号 3：1588FPGA未输出1PPS信号 4：1PPS&TOD卡未输出1PPS信号 | 查询是否有相关的卫星接收故障告警（对于GPS或北斗1pps丢失），若有，先处理卫星接收故障告警，若没有，则若该告警超过10分钟不恢复，则重启单板，重启无效，则更换单板。 | GPS时钟参考源丢失 |
卫星接收故障 | 1：GPS卫星丢失；2-北斗卫星丢失 11：与GPS卫星接收模块通信链路中断；12：与北斗卫星接收模块通信链路中断；13：与TOD子卡接收模块通信链路中断 21：GPS TRAIM告警（＞50NS） 41：GPS天线连接短路；42：北斗天线连接短路 51：GPS TOD不更新；52：北斗TOD不更新 | 1-2：当前卫星丢失，已经搜不到卫星。原因是干扰、卫星接收卡故障。 11-13：主控板与卫星接收卡的通讯链路断。原因是卫星接收卡故障、卫星接收卡与主板之间的连线故障、主板故障。 21:卫星接收受干扰过大。 31-32:卫星接收天线连接开路的原因是卫星接收天线蘑菇头损坏（如安装时损坏）、功分器接得太多或太松（接得太多或太松时，信号太弱，也会报开路告警）、馈线头的制作不合格（如可能是馈线头屏蔽线剪的太短），该问题可以通过测量电阻的方法来定位。 41-42:卫星接收天线连接短路的原因是馈线头的制作不合格（如可能是馈线芯接触到了屏蔽线），该问题可以通过测量电阻的方法来定位。 51-52:主板与卫星接收卡的通讯链路是好的，但主板接收不到卫星接收子卡的时钟输出。 | 1-2：如果偶尔丢星，一般不需要处理。如果一直丢星，需要更换卫星接收卡或者卫星接收卡所在单板。如果长时间反复有此告警，说明卫星接收天线的放置位置不好，接收到的信号不理想，检测附近是否有干扰源（如GPS干扰源：1575.42MHz或1227.6MHz），考虑更换地方。 11-13：检查卫星接收卡的插座是否插稳，卫星接收卡与主板之间的连线是否松了；更换卫星接收卡所在单板；更换主板。 21：如果偶尔告警，一般不需要处理。如果长时间反复有此告警，以及伴随着卫星丢失告警，说明卫星接收天线的放置位置不好，接收到的信号不理想，考虑更换地方。 31-32:卫星接收天线连接开路的解决方案是首先更换卫星接收天线蘑菇头（注意安装工艺），看是否告警消失，如果仍存在告警，检查功分器接得是否太多、是否太松，检查馈线是否做好。 41-42:卫星接收天线连接短路的的解决方案是检查馈线头的制作是否合格（如检查馈线芯是否接触到了屏蔽线）。 51-52：更换卫星接收子卡或者卫星接收子卡所在单板。 | GPS故障 |
卫星接收状态异常 | 1：GPS初始化异常；2：北斗初始化异常 11：GPS长时间不能进入3D状态；12-北斗长时间不能进入3D状态 21：GPS处于搜星状态；22：北斗处于搜星状态 | 1-2：不能检测出卫星接收类型、不能和卫星接收卡通讯等，如硬件问题（电源、物理连接等）； 11－12：定时器到时卫星接收仍然没有进入3D状态； 21-22：卫星接收卡搜星超时，卫星数目小于4颗 | 查询是否有相关的卫星接收告警，若有，则先处理卫星接收故障告警，若没有，且该告警超过10分钟不恢复，则重启单板，重启无效，则更换单板。 | GPS状态异常 |
空口时钟源不可用 | | 未配置空口时钟源，或者空口时钟源均锁不定（时钟源干扰严重，超出晶振调节限值；或晶振故障）。 | 检查是否配置了空口时钟源，若未配置，则配置后再观察。若配置，检查是否有卫星接收故障、空口时钟1pps信号丢失告警，若有，则先处理这些告警，若没有，更换单板。 | GPS时钟源不可用 |
备用主控板空口时钟1pps信号丢失 | 1：GPS的1PPS输出信号丢失 2：北斗的1PPS输出信号丢失 3：1588的1PPS输出信号丢失 4：1PPS&TOD的1PPS输出信号丢失 | 1~2：卫星接收卡未输出1PPS信号，或者卫星接收处理单元未输出1PPS信号 3：1588FPGA未输出1PPS信号 4：1PPS&TOD卡未输出1PPS信号 | 检查卫星接收线路（对于GPS或北斗1pps丢失），若线路不好，先处理卫星接收故障告警，若没有，则若该告警超过10分钟不恢复，则重启单板，重启无效，则更换单板。 | 备用主控板GPS时钟参考源丢失 |
备用主控板空口时钟源不可用 | | 未配置空口时钟源，或者空口时钟源均锁不定（时钟源干扰严重，超出晶振调节限值；或晶振故障）。 | 检查是否配置了空口时钟源，若未配置，则配置后再观察。若配置，检查是否有卫星接收故障、空口时钟1pps信号丢失告警，若有，则先处理这些告警，若没有，更换单板。 | 备用主控板GPS时钟源不可用 |
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如果同时出现卫星接收状态异常（原GPS状态异常）、卫星接收故障（原GPS故障）和其它告警，首先处理卫星接收状态异常（原GPS状态异常）、卫星接收故障（原GPS故障）告警，解决后其它告警自然消除。下面将分别说明卫星接收状态异常（原GPS状态异常）、卫星接收故障（原GPS故障）的解决方法。
第2章 GPS设备及工程常见故障分析
2.1 卫星接收状态异常（原GPS状态异常）
2.1.1 排查方法简述(以GPS为例)：
1、检查GPS天馈系统。
1）电压排查法：
2）电阻测量法
3）检查功分器是否接得太多，导致信号太弱，或馈线长度超过120米，检查有无干放。
2、否则，检查GPS串口状态。
排查节点：
GPS子卡、馈线、避雷器、放大器、功分器、蘑菇头。
接地部分、GPS子卡与主控板相连的互联线（串口故障）。
2.1.2 排查方法详述(以GPS为例)：
1、检查GPS天馈系统。
1）电压排查法：GPS天线是由BBU上的GPS卡提供电源的。按上面的排查节点，分段检查BBU侧GPS子卡到GPS天线接口各接线头出的电压是否正常，可分段定位问题。电压测量值不正常，则先重新检查馈线连接，若仍不正常，更换故障元件。一般情况下在机顶GPS避雷器、干路放大器、功分器、GPS接收机等位置的GPS馈线各接线头处，GPS天线的芯线和屏蔽套间的电压都保持在4.6V～5.4V之间，我们可以通过分别测量各个地方的电压来定位故障。比如在Node B机顶的GPS天馈接线柱上量得电压是4.9V，加上功分器后，在功分器接GPS天馈的接头处量得电压是4.2V，那么我们就可以定位功分器肯定有问题。
2）电阻测量法：检查GPS天线是否正常，若电阻不正常，更换该GPS天线。用万用表的电阻档，测试GPS天线的等效电阻。由于不同的万用表有不同的精度，可以用比对法测试出GPS天线的等效电阻。具体方法是：将万用表电阻的量程调到20K电阻档（注意由于GPS天线是有极性的，所以万用表的表笔的红（正）笔和黑(负)笔测试的方向不同，数值也就不同）。将红（正）笔接GPS天线的N头的芯线，黑(负)笔接GPS天线的N头的屏蔽地，记下几个GPS天线的等效电阻值R1。将黑(负)笔接GPS天线的N头的芯线，红（正）笔接GPS天线的N头的屏蔽地，记下几个GPS天线的等效电阻值R2。正常情况下，同一品牌的不同GPS天线的R1或R2的电阻值，应该都是在很小的范围内变化，如果明显某个同一品牌的不同GPS天线和同一品牌的其他GPS天线的R1或R2的电阻值有明显不同，或者R1和R2的电阻值差异较大（应该在同一数量级），那该GPS天线肯定有问题，更换该天线。比如R1和R2的电阻值为0或无穷大，说明GPS天线有短路或断路故障。
3）检查天馈部分各接口是否连接可靠，室外部分的防水是否良好。
4）检查功分器是否接得太多，导致信号太弱。或馈线长度超过120米，检查有无干放重新设计GPS天馈系统。
2、否则，检查GPS串口状态。
通过ClkShow命令查看“STATUS”状态:查看
iRs232Fd:17,STATUS:1,TYPE:Trimble,1pps:0
STATUS:2,(串口通讯：0表示串口不通，2表示GPS正常了，1仍在通讯之中)
若STATUS等于0，表示串口不通，BCCS与GPS子卡不能通信，则检查连接线缆，重新插拔BCCS，复位BCCS，或更换子卡，或更换BCCS槽位，或更换BCCS单板。
2.2 卫星接收故障（原GPS故障）
2.2.1 排查方法简述
1、 告警子码为
31：GPS天线连接开路；32：北斗天线连接开路
41：GPS天线连接短路；42：北斗天线连接短路
检查GPS天馈系统，具体可见1.2节“卫星接收状态异常（原GPS状态异常）”部分。
2、 告警子码为
11：与GPS卫星接收模块通信链路中断；12：与北斗卫星接收模块通信链路中断；13：与TOD子卡接收模块通信链路中断
参考1.2节“卫星接收状态异常（原GPS状态异常）”部分对串口故障的处理方法。
3、 告警子码为
1：GPS卫星丢失；2-北斗卫星丢失
21：GPS TRAIM告警（＞50NS），按如下方法处理（以GPS为例）：
1）检查GPS天线位置是否满足120度的净空要求。
2）检查GPS是否受到干扰。
3）检查GPS天馈系统。具体可见1.2节“卫星接收状态异常（原GPS状态异常）”部分。
2.2.2 排查方法详述
告警子码为1：GPS卫星丢失；2-北斗卫星丢失；21：GPS TRAIM告警（＞50NS）的处理方法（以GPS为例）：
1) 检查GPS天线位置是否满足120度的净空要求。
如果某段时间内长时间反复有此告警，以及伴随着卫星丢失告警，甚至是反复出现，说明GPS天线的放置位置不好，接收到的信号不理想，考虑更换地方。或者线缆链接松动等，此时检查并重新连接即可。
偶尔出现此类告警，说明同步的过程中发现1PPS超过了误差，因此会告这个警，所以目前出现这个告警时一般不需要处理，除非这个告警总是不消失，就需要更换GPS接收机子卡。
2）检查GPS信噪比是否正常。
在“ClkShow”打印中最后几行“SNR”值可以查看到Trimble卡收到卫星的信号质量情况！
ps：信噪比--SVQuality的单位db/hz, 一般在大于40左右都是有效的，信噪比满足要求。
Ublox GPS Status - GpsStatus:1, GpsInitState:6, byTimeMode:2, byGpsFixType:5, bySvNum:10, bIsStart1pps:1, byLeapSecond:0
CableDelay=50(ns), UserDelay=0(ns)
--------------------------------------------------------------------
The Num Of Tracked Channels = 16, Channels List:
ID:26, QI: 7, SNR: 53(db); ID:15, QI: 7, SNR: 44(db); ID:31, QI: 1, SNR: 0(db); ID:27, QI: 7, SNR: 47(db);
ID:12, QI: 7, SNR: 49(db); ID:30, QI: 7, SNR: 48(db); ID:14, QI: 7, SNR: 47(db); ID:17, QI: 1, SNR: 0(db);
ID:18, QI: 7, SNR: 47(db); ID:20, QI: 1, SNR: 0(db); ID:23, QI: 1, SNR: 0(db); ID:21, QI: 7, SNR: 45(db);
豫公网安备41160202000603
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