GPS-故障分析以及处理.doc

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1 第一章GPS常见故障处理
1.1 GPS部分常见问题分析
为了判断GPS的状态是否正常，我们通常通过ClkShow命令来查看和GPS相关的状态参数，因此，首先对ClkShow查看到的结果中的一些参数进行说明。（ClkShow命令查看GPS信息的方法：对于200d版本前的版本，需要telnet到BCCS单板输入ClkShow查看，对于200d以后的版本则需要使用版本包中的LogView工具查看）
参数名
参数值
说明
MairSrc
0，1，2，255
表示目前的主用源号。对于19M时钟， 0：CLK_19M_SRC_BII0，1：CLK_19M_SRC_BII1，2：CLK_19M_SRC_BITS。对于10M时钟，0表示GPS0,1表示GPS1，255表示无可用源
Name

表示时钟源名字
Priority
1,255
时钟源的优先级。1表示优先级别高
Quality
0，1
表示质量是否好，1表示可用，0表示不可用
Mode
Free on，Heat，Fast capture，Keep Up
锁相环目前的状态
PdDelt Value

对于19M而言，是最近10次的差值表。对于10M而言，是最近4次的差值表。
Config
TRUE,FALSE
只针对10M时钟。后台是否配置，TRUE表示配置了。
Cable Length

只针对10M时钟。配置的GPS线缆的长度，单位米
TYPE

GPS卡类型；
1pps
0，1
是否有1pps，0表示没有，1表示有
3D
0，1，255
是否是3D状态，1表示是，0表示不是，255表示无效值
TRAIM
0，1，255
是否有TRAIM告警，0表示没有，1表示有，255为无效值
Tracked Statellites

跟踪星个数，255为无效值
Line Open
0，1，255
天线是否断开，1表示断开，0表示正常，255为无效值
Line Short
0，1，255
天线是否短路，1表示断开，0表示正常，255为无效值
Cable Length

GPS线缆的长度，单位米，255为无效值
PPS reference
0，1，255
PPS的输出参考，0表示GPS，1表示UTC，255为无效值
Postion Precision

精度类型0，表示低精度
Last Gps Time

GPS时间
UTC Offset

UTC偏移，目前为14
UTC time

UTC的时间，为子午线时间
ReceiveMod
4，7
表示Trimble子卡所处的状态，7表示时间跟踪态，也是正常工作是所处的状态，4表示子卡处于搜星态（搜完后转入时间跟踪状态，以后GPS卡重启会处于跟踪态，除非进行冷启动）
GpsInitState

表示初始化完成状态。对于Trimmble卡，有8种状态，只需知道8表示初始化完成态，5处于搜星态即可。对于M12卡关注12表示初始化完成态，5表示搜星态（正常情况下很快完成，信号不好是会很慢，不接天线会一直处于该状态）,如果一直状态为0，则卡不好。
GpsStatus
0，1，2
0表示探测态 1 表示初始化状态 2 表示工作态
SelfSurvey
0～100
是表示搜索当地地理信息完成的百分比，完成后到100，如果搜索完后，卡被掉过电，这个值会变成0，但是当地地理信息依然存在。所以该指示值只在搜索当地地理信息的时候可作为查看使用
当一些值为255时，表示程序设置的初值，不能只以值是否为255来判断GPS是否正常，而应结合各项参数进行判断。

通常情况下，整机在深圳生产线上加工好后，GPS卡内存的是深圳当地的地理位置信息，到达新的地方后，第一次上电，接好天线后，GPS卡会重新自检，当发现地理信息变了后，会重新开始更新地理信息。对于目前我们用的这个trimble卡，约需要40分钟。更新正常后，以后再次上电就只需5分钟左右就可以锁定卫星了正常工作了。

上电后如何观察GPS是否正常呢？可以采取以下步骤：
1. 按照后面1.1.3和1.1.4节中描述的首先确保蘑菇头天线的正常，测量电阻以及电压是否正常。
2. 登陆主控板(B322、B328都一样)，输入ClkShow命令。首先看与GPS的通信是否正常，查看STAUTS，如果为0则表示串口不通。如果为1，表示主控板可以收到GPS的通信帧。(但也不能完全说明串口正常，有可能GPS卡收不到主控板的信号)。如果为2表示GPS卡已工作正常。
3. 对于第一次上电的情况，如果此时天线不通时，查看到GpsInitState=7，ReceiveMod =7这是表示GPS卡内已有过地理信息了(但可能是深圳的地理信息)，由于GpsInitState不为8，GpsStatus=1，说明GPS还未正常，此时需查看Tracked Statellites，如果等于0，则不正常，再查Line Open或Line Short，看天线连接是否正常。
4. 如果Tracked Statellites不等于0，此时可以看到GpsStatus=1，GpsInitState=5，ReceiveMod =4表明正在更新地理信息，此时查看SelfSurvey，它表示搜索当地地理信息完成的百分比，完成后到100，即GPS正常。可以多次输入查看命令看它的比例。更新完后，这个值会为0，下次上电后依然为0。
5. 对于再次上电的情况，一般情况下5分钟左右就可进入正常态。但是如果仍长时间无法进入正常态时，通过此命令可以查看GpsStatus是否为2，如果是1，则看Tracked Statellites，如果小于4，查看其它一些告警，如Line Open或Line Short及TRAIM告警等。
6. 如果GPS都工作正常了，但是LMT仍显示10M本振不可用，可以看一下这个命令中的Mode: heat(锁相环当前的状态), heat表示晶振在预热，请再耐心等待10分钟左右，会进入正常态。后续如果复位时(不关电)则不需要等待这10分钟。

以下附件中分别显示GPS正常启动过程中以及正常锁定卫星的ClkShow显示结果。可以做为参考。
各参数的具体含义可以详看下文。
1.1.1 对于ClkShow显示的参数说明如下：
大家可以参照上文的附件中的ClkShow命令结果显示来看下文。
10MPLL (WorkMode:REAL(当前的工作模式,REAL表示真实运行,EMULATE是模拟运行,外场使用时一定要是REAL.),MainSrc:0(当前主用源,0表示使用了GPS0, 1表示正在使用GPS1))
Name Priority Quality Config Cable Length
Gps0 1 1 TRUE(表示该GPS被配置使用，如果有告警都会上报，如果是FALSE，表示没有配置该GPS，就算该GPS是可用的，但是也不会去使用它。在外面的时候要注意配置的要是使用得，如GPS0接了卡，一定要配置GPS0，不要配错了。同事配置时也要注意，每个NODEB都要配置一个GPS，否则不会正常工作。说白点就是必须看到一个是TRUE。) 100
Gps1 0 0 FALSE 0
Mode:Keep up(锁相环当前的状态), DAVal:15617, Phase:-9, PdDelt:-2
PdDelt Value
0 -9
1 -9
2 -8
3 -7
10M Clock ALM Status : Clear (蓝色的部分是在新版本里增加的当前告警情况, Clear表示无告警, Alarm表示有告警)
下面是两个GPS的信息.
GPS 0 is Configured, Alm Info:
init timeout ALM Status : Clear
in 3D timeout ALM Status : Clear
search star timeout ALM Status : Clear
lost star ALM Status : Clear
traim ALM Status : Clear
link break ALM Status : Clear
line short ALM Status : Clear
line open ALM Status : Clear
Gps 1pps Lost ALM Status : Clear
下面的信息是GPS的一些信息
The following is GPS Info:
GPS 0
iRs232Fd:14,STATUS:2,TYPE:Trimble,1pps:1
GPS DATA:
3D:1,TRAIM:0,Tracked Statellites:9,（跟踪卫星的个数）Line Open:0,（GPS天线是否断开）Line Short:0（天线是否短路）,Cable Length:100(m),PPS reference:255
Postion Precision:0, Longtitude:121.582648, Latitude:31.200290, Altitude:3900, Velocity:0, Direction:0（当前的位置信息，经纬度 高度 速度等）
Last Gps Time:249372361,UTC Offset:14, UTC time:2007-7-17 6-5-47

Trimble GPS Status : GpsStatus = 2, GpsInitState = 8, ReceiveMod = 7, AlarmFlags = 0x0002,
TrimbleGpsStatus = 0, SelfSurvey = 100
GpsStatus：0表示探测态 1 表示初始化状态 2 表示工作态
GpsInitState：表示当前初始化状态到哪一步了，通常容易看到三个状态，5 、7、 8。5表示GPS正在搜索当地地理信息，也是我们所说的初始化状态。 7表示GPS已经有了当地地理信息，但是由于现在GPS有其他告警，等待告警消除，此时可以看一下上面的是否天线断开或短路，能否搜到卫星，通常看能否搜到卫星即可。8表示初始化完成了。
ReceiveMod：该状态是GPS的一个时间接收状态，可用时是在 7状态下。而如果在搜索当地地理位置信息时会在 4状态。（而ReceiveMod = 4，这里的处理存在问题，所以需要重启一下BCCS，研发说后面会更改。）
AlarmFlags：是表示GPS卡的一些告警信息，通常情况下是0x0000，无任何告警。
Bit 0: not used Bit 1: Antenna open Bit 2: Antenna shorted Bit 3: Not tracking satellites Bit 4: not used Bit 5: Survey-in progress Bit 6: no stored position Bit 7: Leap second pending Bit 8: In test mode Bit 9: Position is questionable Bit 10: not used Bit 11: Almanac not complete Bit 12: PPS was generated

TrimbleGpsStatus：是GPS卡的接收状态，正常情况下 都在状态0下，当天线不好，或者卫星不好的情况下会变成其它值。
SelfSurvey：（见上文）。
Track Star Num = 9, Star List:No.6, No.22, No.31, No.1, No.5, No.7, No.14, No.30, No.16, （跟踪的星的编号1-32，可以通过这一项也很容易看出GPS是否搜索的卫星。）

注：希望在启动前多检查GPS线是否接上，或者接触正常，这样对于问题的解决会带来很多方便，因为由于天线没有接好，而在那边查问题的居多。

下面是另外一个GPS的信息，没有配置，含义与上面相同。
-------------------------------------------------
GPS 1 is not Configured, Alm Info:
init timeout ALM Status : Clear
in 3D timeout ALM Status : Clear
search star timeout ALM Status : Clear
lost star ALM Status : Clear
traim ALM Status : Clear
link break ALM Status : Clear
line short ALM Status : Clear
line open ALM Status : Clear
Gps 1pps Lost ALM Status : Clear

The following is GPS Info:
GPS 1
iRs232Fd:15,STATUS:0,TYPE:Trimble,1pps:0
GPS DATA:
3D:255,TRAIM:255,Tracked Statellites:255,Line Open:255,Line Short:255,Cable Length:255(m),PPS reference:255
Postion Precision:0, Longtitude:0.000000, Latitude:0.000000, Altitude:0, Velocity:0, Direction:0
Last Gps Time:0,UTC Offset:0, UTC time:0-0-0 0-0-0

Trimble GPS Status : GpsStatus = 0, GpsInitState = 0, ReceiveMod = 0, AlarmFlags = 0x0000,
TrimbleGpsStatus = 0, SelfSurvey = 0
Track Star Num = 0, Star List:
-------------------------------------------------

以下故障分析中，用到比较多的几个参数的说明如下：
Line Open：表示GPS线路是否开路，1表示开路，0表示正常（初始化时为255）
Line Short：表示GPS线路是否短路，1表示短路，0表示正常（初始化时为255）
SelfSurvey：正常预热过程中，不断在LogView使用ClkShow查看其变化，如果其值一直增长，则表示正常预热中。
GPS问题，一般包括以下两个方面：
1) 如果BEMC与主控板断链，则会存在这样的告警上报时间顺序：GPS时钟参考源丢失告警->GPS故障->10M本振不可用->单板通信链路断；故障解决方法如1.1.2所示
2) 如果BEMC与主控板通信正常，仅GPS故障，则告警上报时间顺序为：GPS故障(GPS1天线连接开路)->10M本振不可用->GPS状态异常(GPS1处于搜星状态)->GPS状态异常(GPS1初始化异常) 或 GPS时钟参考源丢失(第1路GPS时钟丢失)->10M本振不可用->GPS状态异常(GPS1处于搜星状态)->GPS状态异常(GPS1初始化异常)；故障解决方法如1.1.3 以及 1.1.4 所示
1.1.2 LMT查看到BEMC断链告警
【故障现象】：LMT查看到BEMC断链告警
【可能原因】：
1. BEMC与BCCS单板断链。
2. 版本问题。
【处理思路】：
1． 在V11系列版本中，需要拔掉BCCS到BEMU的线缆接头（机柜正面靠前侧的一个接头），并且预热60分钟才能正常，因此前期很多站点线缆被拔掉而没有插上。或者因为BEMU模块的一些线缆没插紧造成。BEMC单板通信链路断会导致GPS类告警增多：这是因为GPS子卡需要BEMC来供电，如果将BEMC拔出，则会导致与GPS无法通信而造成更多告警上报。GPS告警链一般如下：GPS时钟参考源丢失告警->GPS故障->10M本振不可用->单板通信链路断。
2． 由于各种原因造成BEMC模块版本缺失，需要重新下载版本。在使用200系列版本前该问题出现的可能性比较大。
【注意事项】：
无
【故障实例】：
无

1.1.3 ClkShow中查看LineOpen为1
【故障现象】：
LogView工具ClkShow查看，LineOpen值为1，SelfSurvey不变，一直为0
【可能原因】：
1. 蘑菇头和GPS馈线接触不好，原因为馈线头制作不好，接触不良等原因造成。
2. GPS避雷器处GPS馈线头问题或者接触不好；
3. B328机柜机顶处，GPS馈线N型接头问题或者接触不好。
【处理思路】：
1． 首先检查GPS馈线接口处：机顶、GPS避雷器、以及蘑菇头馈线接口处是否都拧紧，拧紧后查看ClkShow的LineOpen值，如果还是为1，则进行第2步。
2． 通过测量电压确定是否馈线出问题：一般情况下在机顶GPS天馈接头处、在避雷器的接头处和GPS天线的馈头处芯和屏蔽套间的电压都保持在4.6V～5V之间，我们可以通过分别测量各个地方的电压来定位故障。比如在机顶的GPS天馈接线柱上量得电压是4.9V，加上避雷器后在分路器接GPS天馈的接头处量得电压是4.1V，那么我们就可以定位分路器肯定有问题。通过类似的方法就可以定位出GPS避雷器、后背板、和馈线上的各接线头是否有问题。（现场仍需要进行验证）
3． 如果经过以上步骤确定没有问题，则可能问题在GPS馈线头与蘑菇头接口；此处馈线头为工程队制作，现场发现工程队的制作标准不一，因为可能和蘑菇头接触不好，需要重新制作馈线头。制作前为了排除GPS自身的问题，可以使用一根5M的馈线（该馈线经过确认无问题），将该GPS直接接到该馈线上，馈线另外一端连接到机顶天馈接线柱上。将GPS拉到室外比较开阔的地方。重新预热GPS，如果GPS能正常预热，则需要重新制作蘑菇头的馈线头；如果接上该GPS故障仍然依旧，则需要更换蘑菇头。
【注意事项】：
无
【故障实例】：
无
1.1.4 ClkShow中查看LineShort为1
【故障现象】：
LogView工具ClkShow查看，LineShort值为1，SelfSurvey不变，一直为0
【可能原因】：
1. 蘑菇头问题
【处理思路】：
1． 天津现场出现LineShort的情况下，经过验证，均为蘑菇头故障，验证方法为：使用一根5M的馈线（该馈线经过确认无问题），将该GPS直接接到该馈线上，馈线另外一端连接到机顶天馈接线柱上。将GPS拉到室外比较开阔的地方。重新预热GPS，GPS故障仍然依旧，为蘑菇头坏。需要更换蘑菇头。（LineShort为1是否即为蘑菇头损坏，需要研发确认）
2． 以下方法亦可做为判断GPS天线是否故障的参考依据：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误差，用比对法测试出GPS天线的等效电阻。将万用表电阻的量程调到20K电阻档测试（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，那该GPS天线肯定有问题。比如R1和R2的电阻值为0或无穷大,说明GPS天线短路或断路肯定已经损坏。以下是利用DT9204数字万用表20K的电阻档测试的结果:UCT的GPS天线的R1为9k左右，R2为3.6K左右（一般在1K——10K左右都是正常的）。以上的数据仅供参考, 请相关人员自己根据不同的万用表，进行总结和补充GPS天线的R1和R2的值。对不同品牌如UCT,摩比和杰塞的GPS天线的R1和R2的值，得出一个经验数据。如果和经验数据不复合，GPS天线很可能就有问题。（该方法请现场验证总结测试结果后再使用）该方法在进行工程安装以及软调故障排查的时候均可做为判断的依据。

【注意事项】：
无
【故障实例】：
无

1.1.5 安装GPS时注意事项
由于现场安装的时候，会因为各种原因：如工程队对于GPS馈线头的制作水平、工艺等问题造成馈线接触不好，或者其他各种原因造成线缆损坏，因此，在安装过程中除了让工程队制作安装水平的提高外，可以对GPS馈线以及GPS蘑菇头进行一些必要的测试，以避免因为工程方面的故障造成返工。
1. 关于馈线的测试的方法主要有以下两个。
方法一：通过使用驻波比测试仪，在GPS馈线和蘑菇头接口处加负载，然后测试驻波比（具体范围上次我测试过，包括避雷器在内，从机顶上馈线端开始测试，GPS馈线接蘑菇头处接50欧负载，当工作频段设置为GPS的工作频段F1：1570 ～F2：1580时，测试结果在1.1左右，因此测试结果小于等于1.3都为正常）；（之所以不接GPS蘑菇头进行测试是因为蘑菇头是有源的，上次测试过，同一根GPS馈线接好的蘑菇头和坏的蘑菇头测试出来的驻波比差别不大，且无规律，因此并无参考价值。）
方法二：如案例1.1.3排查步骤二测试电压的方法；但是使用这种方法需要为GPS提供直流电源，而在安装的时候，设备基本上都不具备上电条件，因此需要现场根据实际情况使用该方法。
2. 关于GPS蘑菇头的测试
可以参考案例1.1.4中故障排查思路步骤2进行排查。

非常感谢研发 钟爽丽、陶发 对于本人的指导。
由于本人经验有限，以上总结有不当之处还请各位大侠提出，不慎感谢！
2007-7-18 匡振博142286
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