卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统和方法技术方案

本发明专利技术基于卫星导航信号模拟器的工作原理，提供一种卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统和方法。校准系统包括卫星导航信号模拟器、导航信号控制模块、高速示波器和伪距精度分析模块。校准系统和方法通过载波相位法测量原理，并搭建伪距控制精度测试平台，形成具体的具有正确性、实用性和有效性的测试方案。该测试方法简便可靠，可准确检测卫星导航信号模拟器的伪距控制精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星导航领域，尤其涉及一种卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统和方法。
技术介绍
随着北斗卫星导航系统的建设，卫星导航这个新兴技术越来越受到各行各业的青睐，卫星导航接收机也受到广泛的应用。由于卫星导航接收机主要应用于航海和航空测速、测绘高精度测量等领域，其输出测量数据的准确性、可靠性至关重要。卫星导航系统工作的基本原理是：用户同时接收不少于4颗卫星的导航信号，从而测得4个以上伪距观测量，在卫星坐标、卫星钟差和卫星不同频点间相对设备时延偏差已知的情况下，计算自己的三维坐标和钟差。伪距是卫星导航系统最基本的观测量，伪距的观测精度直接决定了系统的导航定位精度。卫星导航模拟器提供信号用于卫星导航接收机等设备的高精度测量，根据具体测试要求，生成和运行多种不同的模拟场景，对卫星导航接收机开展测试与验证，因此，卫星导航信号模拟器模拟输出的射频信号性能直接影响卫星导航接收机的测试结果。为保证日益增长的卫星导航接收机测试需求和正确可靠评估的需要，建立标准、完善的卫星导航信号模拟器关键指标测量校准方法极其重要。在对卫星导航信号模拟器进行测试工作中，主要考察的是其射频信号的性能指标。射频信号性能指标主要包括信号功率控制、动态范围、伪距误差控制、信号频谱纯度、内部时基频率准确度和稳定度等，其中伪距精度是影响卫星导航信号模拟器特性的重要技术指标之一，卫星导航信号模拟器伪距性能直接决定接收机定位精度的测试结果。然而，由于我国卫星导航信号模拟器技术起步较晚，再加上国外技术封锁，卫星导航信号模拟器伪距精度测试方面的研究较少，现有的方法研究虽已从理论上进行分析，但缺少实用可行的检测方案及高精度测试方法。当前检测卫星导航信号模拟器伪距精度的校准方法从理论上进行了较多的分析研究，如巴克码翻转点法、相关峰法等。巴克码翻转点法需要对导航电文码进行巴克码翻转点进行解算分析，其解算精度达到厘米级。不过尽管如此，当前检测卫星导航信号模拟器伪距精度的校准方法仍无法完全满足高精度测试需求。另外，在实际检测工作中，卫星导航信号模拟器如何设置卫星和接收机的运动场景，以及伪距相对控制精度测试如何具体实施，都缺少实用可行的测试方法。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统，包括：卫星导航信号模拟器，用于生成射频导航信号；导航信号控制模块，连接所述卫星导航信号模拟器，用于控制所述导航信号的输出状态；高速示波器，用于在所述卫星导航信号模拟器的不同伪距下，分别测量每种伪距时所述卫星导航信号模拟器输出时标信号与射频载波信号的相位差；以及伪距精度分析模块，用于根据每种伪距时的所述相位差计算伪距的控制精度。可选的，卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统还包括相位差自动采集模块，连接于示波器和所述伪距精度分析模块之间，用于获取所述相位差进行本地保存。可选的，所述时标信号为1pps。可选的，所述导航信号的输出状态包括导航信号的频点和功率，卫星状态和接收机运动状态。可选的，所述卫星状态为单颗可见卫星，且该颗卫星的轨道处于地球静止轨道上。可选的，所述接收机运动状态为静止状态。可选的，所述射频载波信号为单载波信号。可选的，所述高速示波器测量每种伪距时所述卫星导航信号模拟器输出时标信号与射频载波信号的相位差的方法为：设置伪距值；分别设置所述高速示波器中时标信号与射频载波信号对应的通道的触发电平；标记所述高速示波器输出的射频载波信号波形的某一过零点作为触发点；以及采集时标信号与射频载波信号的相位差。可选的，伪距精度分析模块根据所述相位差计算伪距的控制精度Δd的方法为：d测＝d2-d1；Δd＝d测-d0；上式中，d1和d2分别为设定的所述卫星导航信号模拟器的两种伪距值；其中为d1＝a×c；d2＝b×c；a和b分别为伪距d1和d2时所述卫星导航信号模拟器输出时标信号与射频载波信号的相位差；c为光速；d0为伪距差的理论值；可选的，所述的卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统还包括用于放大所述射频导航信号的低噪放大器，连接于所述卫星导航信号模拟器和所述高速示波器之间。本专利技术还提供一种卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准方法，包括：卫星导航信号模拟器生成射频导航信号；导航信号控制模块控制所述导航信号的输出状态；高速示波器在所述卫星导航信号模拟器的不同伪距下，分别测量每种伪距时所述卫星导航信号模拟器输出时标信号与射频载波信号的相位差；以及伪距精度分析模块根据每种伪距时的所述相位差计算伪距的控制精度。本专利技术基于卫星导航信号模拟器的工作原理，提供一种卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统和方法，本方法通过载波相位法测量原理，并搭建伪距控制精度测试平台，形成具体的具有正确性、实用性和有效性的测试方案。该测试方法简便可靠，可准确检测卫星导航信号模拟器的伪距控制精度。附图说明图1为本专利技术一实施例所诉卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统的结构示意图；图2为本专利技术一实施例所诉卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准方法的流程图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术提供一种卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统，如图1所示，包括：卫星导航信号模拟器100，用于生成射频导航信号；导航信号控制模块200，连接所述卫星导航信号模拟器100，用于控制所述导航信号的输出状态；高速示波器300，用于在所述卫星导航信号模拟器100的不同伪距下，分别测量每种伪距时所述卫星导航信号模拟器100输出时标信号与射频载波信号的相位差；以及伪距精度分析模块400，用于根据每种伪距时的所述相位差计算伪距的控制精度。优选方案中，导航信号控制模块200能够控制卫星导航信号模拟器200并能自由配置伪距控制精度检测场景，伪距值的变化单一反映在运动径向方向变化，并能直观进行显示。在本实施例中，如图1所示，卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统还包括相位差自动采集模块500和低噪放大器600。自动采集模块500连接于高速示波器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统，其特征在于，包括：卫星导航信号模拟器，用于生成射频导航信号；导航信号控制模块，连接所述卫星导航信号模拟器，用于控制所述导航信号的输出状态；高速示波器，用于在所述卫星导航信号模拟器的不同伪距下，分别测量每种伪距时所述卫星导航信号模拟器输出时标信号与射频载波信号的相位差；以及伪距精度分析模块，用于根据每种伪距时的所述相位差计算伪距的控制精度。

【技术特征摘要】
1.一种卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统，其特征在于，包括：
卫星导航信号模拟器，用于生成射频导航信号；
导航信号控制模块，连接所述卫星导航信号模拟器，用于控制所述导航信
号的输出状态；
高速示波器，用于在所述卫星导航信号模拟器的不同伪距下，分别测量每
种伪距时所述卫星导航信号模拟器输出时标信号与射频载波信号的相位差；以
及
伪距精度分析模块，用于根据每种伪距时的所述相位差计算伪距的控制精
度。
2.如权利要求1所述的卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统，其
特征在于，还包括相位差自动采集模块，连接于示波器和所述伪距精度分析模
块之间，用于获取所述相位差进行本地保存。
3.如权利要求1所述的卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统，其
特征在于，所述时标信号为1pps。
4.如权利要求1所述的卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统，其
特征在于，所述导航信号的输出状态包括导航信号的频点和功率，卫星状态和
接收机运动状态。
5.如权利要求4所述的卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统，其
特征在于，所述卫星状态为单颗可见卫星，且该颗卫星的轨道处于地球静止轨
道上。
6.如权利要求4所述的卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统，其
特征在于，所述接收机运动状态为静止状态。
7.如权利要求1所述的卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统，其
特征在于，所述射频载波信号为单载波信号。
8.如权利要求1所述的卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡立志，马志超，张裕，胥婕，徐亮，董莲，李明，来磊，桑昱，
申请(专利权)人：上海市计量测试技术研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31