GPS L5信号作为GPS现代化进程的第三个民用信号，从面世开始就自带光环备受关注。 支持双频L1 L5信号的接收机仍是当前热点，L5作为GPS现代化信号分配到受保护的航空无线电服务（ARNS）波段对于生命攸关的精密导航服务领域尤为重要，卫星发射的功率更高，精度更优，可靠性更好，抗多径等诸多优点。

第一颗支持GPS L5信号的卫星在2010年5月发射升空，卫星型号Block Type为IIF。 GPS L5频率由GPS星载原子钟基准频率f0=10.23MHz 倍频115倍后产生，即L5信号的载波频率为1176.45MHz，其波长为25.48cm，信号带宽为20.46MHz。 至此GPS 已经拥有三个频段L1/L2/L5 ，多频点能更好的消除电离层延迟，组成更多的线性观测值，提高定位精度。

作为GPS现代化进程，新信号的引入都是为了提升系统的整体性能。 作为后来者信号L5吸取了L1 C/A存在的经验教训，有着鲜明的优势和特点。

L5信号采用QPSK调制，即由两个相互正交的分量I Q两路构成。 这两路功率完全相同， 速率相同都为10.23Mbps，相较于L1 C/A码提升了10倍。 C/A 一个码元的宽度为293米，而L5一个码元的宽度提升至29.3米与L1 P码精度相同

L5信号一个周期内的码片长度为10230，因而相较于C/A 拥有更高的自相关性和互相关特征

L5信号由新一代卫星播发，拥有较高的发射功率和信号带宽。 因此具备更强的抗干扰能力。 多径的抑制能力与信号带宽成正比，更大的信号带宽能观测到更多的附带信息，可以确定反射等多径信息存在于接受信号中，并通过识别这些多径能进行校正，提升精度。 接收机可以通过接收I,Q这两路不同的信号的多径衰落模式来提升抗多径能力。

L5信号支持长时间积分，有利于在遮挡或弱信号情况下对信号进行捕获跟踪

L5信号采用现代化CNAV电文，加上前向纠错和NH码技术，增强了对出错检测的鲁棒性，而且还具备纠错能力

结合L1 L5 不同频率的信号，接收机能获得更多的线性观测值消除电离层延迟

在实际测试过程中我们遇到客户非常多关于GPS L5的问题，这里就举出几个常见的典型问题供大家参考：

Q1： 为什么我的DUT不支持GPS L5 独立定位？

GPS L5导航电文是独立完整的。 包含其独立定位所需的时间，星历等所有信息。 但是目前大多数消费类接收机不支持独立L5定位是芯片厂商自己的设计使然。 多数芯片厂商设计仍然是需要首先L1先捕获定位后才能收到L5信号， 这里可能的出发点是厂商认为天空中支持L5的卫星还不够多，某些时刻或位置不满足最低观察到4颗的定位需求， 二是L5 码率变长是L1 C/A码的十倍，捕获的时间会加长。 通过L1获得卫星历书后就方便快速搜索L5信号。 这仅仅是我个人的推测，也欢迎芯片设计专业人士评论区回复解答。 由于不能L5独立定位，这就要求测试时必须L1 L5两个信号同时勾上播发。 关于单独L5的诸如首次定位时间TTFF, 跟踪灵敏度，捕获灵敏度等无法测试。 当然我们也看到有些专业型的GPS 接收机是支持独立L5定位，如下图。

Q2: 为什么GSS7000 L5的 Reference 功率不是-130dBm？

GSS7000 内PosApp软件L5的Reference 功率为-127.9dBm，这与GPS L1 的-130dBm 不相同。 而这一功率设置是完全参照GPS官方ICD:IS-GPS-705 文档设计，具体可参照以前的微信文章。 作为现代化设计的新卫星，采用多阵列太阳能电池板能效有效提升、更大的电池最终显著地提高了卫星发射功率。

Q3： GSS7000支持对L1 L5功率进行独立控制吗？ 我想测试L5 @-130dBm应该怎么设置？

目前PosApp软件暂不支持同一星座不同频率功率下的独立控制， L5 Ref功率默认高于L1 2.1dB offset 是固定不变的，调节功率时是联动的。 当我们想设置L5的功率为-130dBm，则输入功率值Slider value为-2.1，则L5 I路和Q路的功率就为-130dBm。 此时我们无需理会L1， 只需关心想要的L5信号表现即可。

Q4： 为什么GSS7000同时仿真了8颗L1 和L5卫星， 接收机显示L1收到8颗正常，但是L5却只有4颗左右？

我们根据GPS官方发布的卫星升级计划可以看到，2010年以后发射的新卫星Block IIF, III,IIIF才支持L5信号，而之前的老旧卫星仍在运转但不支持发射L5信号。 作为模拟器GSS7000来说具有向后兼容的能力，即仿真的所有GPS卫星都是支持L1L5 同时发射以便测试前瞻。

但是某些芯片厂商只记住了支持L5卫星的PRN号，以及内部软件FW更新不及时等因素导致接收机不能收全所有L5卫星。 截至到2023年2月我们在GPS官网查到支持L5的卫星号PRN包括如下 ： 1，3，4，6，8，9，10，11，14，18，27，23，24，25，26，28，30，32共记18颗卫星。

同样的，我们在测试中也看到某些接收机的芯片算法支持未上天的L5卫星号，以适应未来的可能出现的情况。

Q5，采用GSS7000测试GPS L5时DUT收到的信号的功率是多少？ 此时接收机显示多少的CN0才算合格？

例如PosApp界面设置power offset 为0dB时，点击任意一颗卫星即可弹出当前卫星功率值，可以看到当前L5 信号功率分为 两路相同的功率L5Q=L5I= -127.9dBm， 总体Total功率为-124.89dBm。

L5信号包含两个相互正交且功率相同的I路和Q路组成。 L5I信号调制有伪码和CNAV电文的数据码-Data， 而L5Q没有数据，仅有伪码的导频信号-Pilot。

此时GNSS接收机是接收了这L5I, L5Q两路信号还是其中一路，这取决于接收机设计，我们不得而知。 且接收机的CN0属于接收机侧相关的问题，同时还与接收机的射频链路NF，内部射频干扰等相关，没有标准答案。 每个接收机或芯片厂商有自己的检验标准。

关键词： GPS , L5,GNSS, QPSK,多径，PRN, 定位导航，射频，PosApp， GSS7000