船用BDS接收设备带内和带边连续波干扰阈值确定方法技术

本发明专利技术提供了一种船用BDS接收设备带内和带边连续波干扰阈值确定方法，利用多体制导航信号模拟源产生卫星信号，利用射频信号发生器产生干扰信号，卫星信号和干扰信号分别通过射频电缆传输给信号合路单元进行合路，然后合路信号再通过射频电缆传输给船用BDS接收设备，进行干扰阈值的确定。本发明专利技术不受外界环境其它不期望未知射频干扰影响，能够准确测量和估计信号的空间衰减。

Method for determining interference threshold of band and sideband continuous wave interference in marine BDS receiving equipment

The present invention provides a method for determining ship BDS receiver band and band edge continuous wave interference threshold, analog source signal using multi system satellite navigation signal, interference signal using the RF signal generator, satellite signal and interference signal respectively by the RF cable transmission signal to the combiner unit of the road, then the road signal through RF cable transmission to the marine BDS receiving equipment, determine the interference threshold. The invention can not accurately detect and estimate the spatial attenuation of the signal without the influence of other unknown radio interference in the external environment.

【技术实现步骤摘要】
船用BDS接收设备带内和带边连续波干扰阈值确定方法
本专利技术属于船用北斗导航卫星系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS)接收设备抗干扰性能测试方法，涉及一种带内和带边连续波干扰阈值确定方法，用于“船用BDS接收设备性能要求、测试方法及要求的测试结果”标准中，有关抗带内和带边连续波干扰性能要求的制定以及相应测试环境条件的建立。
技术介绍
全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)是以人造卫星作为导航台的星基无线电导航系统，为全球用户提供全天候、实时、连续、高精度的导航、定位和授时服务，是支持国家经济建设和维护军事安全不可缺少的基础设施。由于全球卫星导航系统发射信号的功率低，同时面临复杂电磁环境，易受到多种形式的有意或无意干扰，导致接收设备的导航定位性能下降。因此，抗干扰能力已成为卫星导航接收设备重要的性能指标之一。在这样的背景下，复杂电磁环境下的卫星导航接收设备抗干扰能力测试，对设备的抗干扰设计、试验验证及相关性能标准的制定具有重要意义。目前，船用BDS接收设备抗干扰性能的测试方法通常分为室外实际环境测试方法和微波暗室测试方法，主要参照国外类似方法，诸如，美国建设的JAMFEST系统，在室外采用多种干扰源设置布局，建立一个真实的威胁环境进行GPS接收机的抗干扰测试。美国空军实验室和迈阿密大学构建了基于微波暗室的无线抗干扰测试环境，其中卫星信号发射天线安装在穹顶结构上，干扰信号发射天线安装在旁边，完成了抗干扰接收机性能测试。船用BDS接收设备抗干扰性能室外实际环境测试方法包括测试场地选择、干扰场景设置、测试流程及干扰性能评估等三个方面内容，所需测试设备包括射频信号发生器(生成各种类型干扰信号)、干扰信号发射天线、被测试卫星导航接收设备(含接收天线)、测试记录分析设备(安装有干扰性能评估软件)。室外实际环境测试的测试场地通常选择空旷地带，避免周边楼宇、山体遮挡卫星导航信号，最大程度减小对卫星导航接收设备天线接收信号的影响。室外实际环境测试的干扰场景设置包括多干扰源布局安排、远场工作条件确定、干扰信号标定等三个方面。首先，在干扰源布局安排方面，多干扰源的方位布局采用均匀布置方式，即多个干扰信号发射天线支架(通常为8个或12个支架)均匀安装在地面以被测卫星导航接收设备天线为圆心0°～360°的圆周上，以8个支架为例，对所有支架进行编号，并将其中4个支架分别对准正北(0°)、正东(90°)、正南(180°)及正西(270°)方向，其余支架则依次对准东北(45°)、东南(135°)、西南(225°)和西北(315°)方向，模拟干扰来向的方位角；多干扰源的高度布局采用非均匀布置方式，即在每个天线支架上，距离地面不同高度处，安装若干个固定不动的发射天线(个数不固定，根据试验硬件条件和场地条件定，数量越多，模拟的场景越多，通常为8个)，每个发射天线法线方向指向与被测卫星导航接收设备天线所在平面呈不同角度，模拟干扰来向的俯仰角(可以是正角度，模拟来自天上的干扰，也可以是负角度，模拟来自地面的干扰)。被测卫星导航接收设备天线安装在带可升降支架的转台上，通过调节可升降支架高度，与支架上高度固定的发射天线配合，实现满足干扰测试要求的干扰来向俯仰角(模拟角度范围通常为-30°～+60°)。可升降支架的转台的转动还可模拟载体姿态的变化(俯仰、方位)。其次，在远场工作条件确定方面，干扰源与被测设备的距离应该满足远场工作条件，即R＝MAX[10λ,k(D1+D2)2/λ]，其中，R为发射天线支架与被测设备间的距离(圆半径)，k为经验系数，一般不小于2，D1、D2为发射天线与测试设备接收天线的尺寸，λ为信号波长。最后，在干扰信号标定(确定干扰信号空间损耗)方面，一般有直接发和间接发两种。直接法标定通过频谱仪读数估计干扰强度，需要的标定设备有射频信号发生器(含发射天线)、频谱仪、标准接收天线，具体步骤为：射频信号发生器输出0dBm的单载波干扰信号；标准接收天线法线方向对准干扰信号发射天线，转动标准天线一周，读出频谱仪在此过程中的最大功率Pmax；使用频谱仪标定射频信号发生器与发射天线间射频电缆的线损PL；根据ΔPs＝-Pmax(dBm)+G0(dB)-PL(dB)，其中，G0为发射天线增益。间接法则通过ΔPd＝20log(4πdf/c)估算空间损耗，其中，d为测试距离，f为干扰信号频率，c为光速。室外实际环境测试的测试流程及干扰性能评估为：给被测卫星导航接收设备加电；设置干扰场景(根据接收设备的设计指标，选择单干扰和/或多干扰，在射频信号发生器上设置干扰信号类型及相应的干扰强度)；待被测卫星导航接收设备正常工作后，施加干扰，并控制放置接收设备的转台旋转(以一定俯仰角，旋转一周)，同时通过测试记录分析设备记录接收设备的输出数据(定位数据等)；测试结束后，关闭干扰，统计被测卫星导航接收设备的定位精度以及定位成功率。室外实际环境测试方法能够在真实的卫星导航信号和干扰信号环境下进行接收设备抗干扰性能测试，但是，也存在显著的缺点，首先，难于准确测量和估计干扰信号的空间衰减，使得施加的干扰功率要么过大，要么过低，测试的结果不能反应接收设备的真实设计水平，无法对接收设备抗干扰性能进行客观的考核评价，其次，测试过程中还容易受到外界环境中的其它不期望的未知射频干扰的影响，同样会导致测试的结果不能准确反应接收设备的真实设计水平。船用BDS接收设备抗干扰性能的微波暗室测试方法与室外实际环境测试方法类似，主要区别为：因为无法在微波暗室中接收到真实的卫星导航信号，因此，通常采用卫星导航信号多体制导航信号模拟源来产生卫星导航接收设备所需的卫星信号或者采用转发器(含标准接收天线，天线安装在室外无遮挡的平台上)转发真实卫星信号，并且多体制导航信号模拟源产生的或者转发器转发的信号通过安装在微波暗室顶部的卫星信号发射天线，发射给安装在其正下方的被测接收设备天线。船用BDS接收设备抗干扰性能的微波暗室测试方法相对于室外实际环境测试方法的优点是不受外界环境中的其它不期望的未知射频干扰的影响，但缺点是除了暗室中干扰信号发射天线与被测接收设备天线间的干扰信号空间自由衰减无法精确测量和估计之外，暗室顶部卫星信号发射天线与被测接收设备天线间的卫星信号空间自由衰减无法精确测量和估计，使得到达测接收设备天线口面的有用卫星信号和干扰信号均无法准确标定，从而导致不能准确地验证出被测接收设备的抗干扰性能。“船用BDS接收设备性能要求、测试方法及要求的测试结果”标准是针对所有承制方设计的船用BDS接收设备性能的统一要求。目前，在该标准制定的过程中，在接收设备抗干扰性能要求方面，存在的问题是提出所有承制方设计的船用BDS接收设备都能够满足的抗干扰指标要求，也就是要确定所有设备都能承受的各种类型干扰的阈值，作为标准中的最低性能要求，约束承制方遵守，同时，作为通用的干扰测试环境条件，供承制方检验其设计的接收设备使用。为了获得所有设备都能承受的各种类型干扰的阈值，需要建立一套可靠的精确确定方法。基于以上所述的当前普遍采用的两种抗干扰性能测试方法存在的缺点，显然无法将其作为确定所有设备都能承受的各种类型干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船用BDS接收设备带内和带边连续波干扰阈值确定方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1，在室内搭建测试环境，多体制导航信号模拟源通过射频电缆传输卫星导航信号给信号合路单元，射频信号发生器通过射频电缆传输干扰信号给信号合路单元，信号合路单元通过射频电缆传输合路后的含有干扰信号的卫星导航信号给船用BDS接收设备，船用BDS接收设备通过串行通信电缆传输定位数据给测试记录分析设备；步骤2，对多体制导航信号模拟源进行仿真脚本设置，包括用户参考位置和导航卫星星座设置，所述的导航卫星星座包括六颗BDS卫星，其中，一颗卫星的仰角为90°，方位角为0°，卫星信号功率电平为‑120dBm；一颗卫星的仰角为5°，方位角为180°，卫星信号功率电平为‑130dBm；剩余四颗卫星的仰角为45°，方位角分别为45°、135°、‑45°、‑135°，卫星信号功率电平为‑127dBm；步骤3，多体制导航信号模拟源运行仿真脚本，产生卫星信号；步骤4，船用BDS接收设备稳定跟踪多体制导航信号模拟源产生的卫星信号，提供有效定位信息，包括用户所在位置的经纬度和水平位置精度因子HDOP；步骤5，设置射频信号发生器的连续波干扰信号频率，在f...

【技术特征摘要】
2015.12.20 CN 20151096458911.一种船用BDS接收设备带内和带边连续波干扰阈值确定方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1，在室内搭建测试环境，多体制导航信号模拟源通过射频电缆传输卫星导航信号给信号合路单元，射频信号发生器通过射频电缆传输干扰信号给信号合路单元，信号合路单元通过射频电缆传输合路后的含有干扰信号的卫星导航信号给船用BDS接收设备，船用BDS接收设备通过串行通信电缆传输定位数据给测试记录分析设备；步骤2，对多体制导航信号模拟源进行仿真脚本设置，包括用户参考位置和导航卫星星座设置，所述的导航卫星星座包括六颗BDS卫星，其中，一颗卫星的仰角为90°，方位角为0°，卫星信号功率电平为-120dBm；一颗卫星的仰角为5°，方位角为180°，卫星信号功率电平为-130dBm；剩余四颗卫星的仰角为45°，方位角分别为45°、135°、-45°、-135°，卫星信号功率电平为-127dBm；步骤3，多体制导航信号模拟源运行仿真脚本，产生卫星信号；步骤4，船用BDS接收设备稳定跟踪多体制导航信号模拟源产生的卫星信号，提供有效定位信息，包括用户所在位置的经纬度和水平位置精度因子HDOP；步骤5，设置射频信号发生器的连续波干扰信号频率，在f0±65MHz频率范围内选取至少10个频率点，所选取的频率点至少有4个频率点位于[f0-N0/2MHz,f0+N0/2MHz]频率范围内，至少三个频率点位于[f0-65MHz,f0-N0/...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿峰，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61