[發明專利]衛星導航信號模擬器偽距精度測量方法

有效

• 申請號: 201310196469.2
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103308930A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 許麗麗;譚鈞戈;劉志宏;張秋和;劉春陽;陳建云
• 申請（專利權）人: 北京東方計量測試研究所
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 王鍵

技術領域

本發明涉及衛星導航技術領域，特別是涉及一種衛星導航信號模擬器偽距精度測量方法。

背景技術

衛星導航技術是基于全球導航衛星系統（GNSS，Global?Navigation?Satellite?System）向用戶提供位置、導航和時間服務的技術，目前已經廣泛應用于軍事和民用領域。用戶基于衛星導航用戶設備，例如芯片、模塊和終端產品等，獲取相關服務。

在衛星導航用戶設備的研制和檢驗檢測等過程中，需要能夠定制不同衛星星座、誤差模型、用戶軌跡、信號功率等條件下的導航信號，來驗證或檢驗產品的技術指標是否滿足相關要求，因此，衛星導航用戶設備的制造商及檢測機構廣泛采用衛星導航信號模擬器來按需生成導航仿真信號。

偽距是衛星導航用戶設備進行位置解算的原始觀測量，也是衛星導航信號模擬器產生的關鍵仿真數據，模擬器仿真偽距的誤差大小直接關系到被檢接收機檢測結果的可信度。目前，衛星導航信號模擬器偽距精度指標的測量方法為：通過對模擬器在特定仿真場景（偽距標稱值為零）下輸出的射頻仿真信號的時域分析，識別出偽距信號起始點并測量其在時間軸上的延遲（模擬衛星信號的傳輸延遲），并進行延遲時間的測量，再將其乘以光速轉換為偽距量值。該方法的局限性表現為：

1.通過時域分析儀器（如示波器）的顯示波形判斷偽距信號起始點，對于某些信號能夠識別出該點，如北斗區域導航模擬信號，以巴克碼翻轉點作為其特征點，而對于其他類型的導航信號則不易或不能識別，因此該測量方法僅適用于特定類型的模擬器。

2.受時域分析儀器時間間隔測量精度指標和滿足該測量精度的最長采樣時間指標的雙重約束，該測量方法只能測量偽距零值或較小偽距量值的誤差，而不能測量任意偽距的誤差。例如：模擬器的偽距精度指標為0.05m，轉換到傳輸時間約為167ps（即電磁信號以光速傳播該距離所需時間），為滿足該指標的校準要求，時域分析儀器的時間間隔測量精度必須能夠達到167ps，如果要滿足更為嚴格的檢定要求，則需要達到55ps量級。高端示波器已經可以在一定的最長采集時間（一般在最高實時采樣率下），如2.5ms內，滿足該測量精度要求。但該采集時間不能滿足至少20000km（轉換為傳輸延遲時間約67ms）的偽距輸出量值范圍的測量要求。

發明內容

本發明根據現有技術存在的缺陷，提供一種衛星導航信號模擬器偽距精度的測量方法，能夠滿足任意偽距量值范圍的測量要求，測量準確度高，滿足衛星導航信號模擬器偽距精度指標的校準和檢定要求。

本發明的技術方案是：

一種衛星導航信號模擬器偽距精度測量方法，其特征在于，設置衛星導航信號模擬器輸出偽距標稱值為p的射頻仿真信號，將對偽距p的測量轉換為對偽距p對應的延遲時間的測量，將所述時間測量分解為整周期部分的測量和小數部分的測量，所述整周期部分的測量是指用周期性校準信號對射頻仿真信號自偽距起始點在時間上的延遲進行整周期數的計數并測量校準信號的周期，所述小數部分的測量是指測量射頻仿真信號偽距起始點延遲時間小于校準信號一個周期的時間間隔部分；由此得到模擬器輸出偽距標稱值p的實際測量值p′為：

p′=c×(NT+d)?（1）

其中：

p′－模擬器輸出偽距的實際測量值

c－電磁波在真空中的傳播速度

N－校準信號整周期數，N從0開始計數

T－校準信號周期

d－延遲時間的小數部分，即延遲時間中小于一個校準信號周期的時間間隔部分；則模擬器輸出偽距的誤差Δp為：

Δp=p-p′?（2）。

所述模擬器輸出的射頻仿真信號，在偽距起始點位置加入任意易于識別的特征標記，所述特征標記能夠被用于時間間隔測量的時域分析儀器識別。

所述周期性校準信號與所述射頻仿真信號同步輸出，所述周期性校準信號的周期不大于時域分析儀器在滿足模擬器偽距精度測量要求條件下的最長采樣時間。

所述周期性校準信號同時用作時域分析儀器的外觸發信號，所述周期性校準信號的第N-1個周期信號具有能夠觸發時域分析儀器的特征，其中N為校準信號的整周期數，由模擬器根據公式（1）計算得出。

所述周期性校準信號為校準脈沖信號，將抬高的第N-1個脈沖信號的高電平用于觸發時域分析儀器，其中N為校準脈沖的整周期數，由模擬器根據公式（1）計算得出。

本發明的技術效果：