[發明專利]一種北斗衛星導航信號質量評估的在軌測試方法

在審

• 申請號: 202010613917.4
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111929706A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 饒永南;盧曉春;王雪;石慧慧;張馥臣;賀成艷
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家授時中心
• 主分類號: G01S19/20
• 分類號: G01S19/20;G01S19/38
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 高興云

本發明涉及一種北斗衛星導航信號質量評估的在軌測試方法，包括頻域、相關域、時域、調制域、能量域、一致性、極化方式測試；頻域：高增益天線跟蹤接收衛星信號，與理想仿真信號功率譜做擬合分析，測試擬合曲線信號帶寬。相關域：對接收的導航衛星信號進行載波剝離，得到實測信號基帶波形，理想信號的功率與實測信號功率的差值即為相關損失；畫出接收信號鑒相曲線鎖定點偏差；分析采集數據時間段內SCB曲線的過零點偏差及其斜率的變化情況。時域：對解調后的基帶信號進行相干累加處理，統計碼周期內的信號正負碼片時長與理想碼片時長做差，獲得正負碼片與理想碼片的時間差序列。本發明的優點是，測試效率高、準確度高、方法簡單可行。

技術領域

本發明屬于衛星導航信號質量評估技術領域，具體涉及一種北斗衛星導航信號質量評估的在軌測試方法。

背景技術

全球衛星導航系統(GNSS)提供全球范圍內的定位、導航、授時服務，其應用已經滲透到國防建設、國土資源、測繪農林、交通旅游等各個領域，涉及到人類日常生活、生命安全等多個方面。隨著應用領域的拓展和需求的增長，用戶對GNSS系統服務特別是高精度、完好性方面也提出了更高的要求。信號質量同系統的高精度服務和完好性緊密相關，空間信號質量評估是確保用戶獲得高精度、高可靠性能的重要手段。

隨著衛星導航應用領域的拓展，用戶對GNSS系統服務也提出了更高的要求。為滿足日益增長的需求，衛星導航系統發展出了高精度星基增強、實時動態(RTK)、全球精密單點定位(GPPP)和多源融合等高精度測量模式，這些模式均以導航信號高精度觀測量為必要條件，信號測量精度決定了所有模式最終的服務精度。因此衛星導航系統的空間信號質量優劣直接關系著系統的高精度服務。對衛星導航系統的空間信號質量進行監測和評估，是確保用戶獲得高精度、高可靠性服務的重要手段。

為使北斗系統具備高精度全球服務能力，我國建設了北斗全球(三號)衛星導航系統，該系統采用的關鍵技術解決辦法必須通過大量試驗與評估才能真正的轉入工程應用。由于北斗全球系統新型信號體制具有的寬帶BOC調制、新型測距碼、長周期二次編碼、不同功率配比、導頻與數據分離、信號恒包絡多路復用技術、電文編碼等諸多特點，這些新型設計促使衛星載荷采用了大量的新技術。在衛星設計、器件測試、集成測試、對接測試、在軌測試等重要檢測環節，均需要信號質量作為通過測試驗收的重要依據。

縱觀國內外現有的導航信號質量評估方法，其對象均為BPSK信號，但是新型導航信號調制方式更為復雜，廣泛采用BOC及其衍生信號，信號分量數目增多，信號的有效帶寬增大，各信號分量之間的功率分配和相位關系復雜，授權信號功能性能要求進一步加強，傳統的評估方法已無法實現信號質量的精細分析。要想完成新型導航信號質量的精細評估，急需開展新型導航信號的測試評估方法研究，并解決傳統信號質量評估方法和參數的適用性問題。

發明內容

本發明的目的是解決上述問題，提供一種測試效率高、測試準確度高、方法簡單可行的北斗衛星導航信號質量評估的在軌測試方法。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種北斗衛星導航信號質量評估的在軌測試方法，包括對頻域、相關域、時域、調制域、能量域、一致性、極化方式的測試；

S1：高增益天線跟蹤接收衛星信號，畫出信號功率譜曲線，與理想仿真信號功率譜做擬合分析，測試擬合曲線信號帶寬；

S2：高增益天線跟蹤接收衛星信號，接收到的射頻信號連接到頻譜儀或相噪儀；

1)利用儀器完成帶外多余輻射功率譜密度測試；

2)進行帶內雜散功率分布測試；

3)進行噪聲功率分布測試；

S3：對采集數據進行功率譜分析，并與信號設計的標準功率譜比對，比較信號主要能量分布點處功率偏差；