一種衛星導航接收機抗多徑性能自動化測試裝置制造方法
【專利摘要】一種衛星導航接收機抗多徑性能自動化測試裝置，包括多徑信道模擬單元、多徑參數控制單元、測試結果處理單元。多徑信道模擬單元用于將衛星導航信號根據抗多徑性能測試的需求轉換成遭遇多徑效應惡化后的衛星導航信號。多徑參數控制單元用于根據抗多徑性能測試需求對多徑信道模擬單元、衛星導航接收機以及測試結果處理單元進行控制。測試結果處理單元依據多徑參數及抗多徑測試項目進行測試結果數據的處理。本發明測試裝置可以在現有衛星導航信號模擬器與導航接收機之間通過總線及射頻電纜實現數據通信，從而完成多徑情況下導航接收機的性能指標測試和多徑誤差包絡面積測試。
【專利說明】一種衛星導航接收機抗多徑性能自動化測試裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于衛星導航領域，涉及一種用于對衛星導航接收機的性能進行測試的裝置。
【背景技術】
[0002]衛星導航接收機測試技術應用于衛星導航接收機產品的研發、生產、使用和維修整個過程中。近年來，由于衛星導航接收機技術的不斷發展，對于抗多徑性能測試的需求越來越迫切。
[0003]多徑效應根據其起因可以歸結為兩種類型:第一種是鏡面多徑，可模擬為一個或多個偽隨機碼調制信號延遲信號；第二種為散射多徑，是很多延遲的接收信號之和，往往表現為一個附加的噪聲信號。鏡面多徑由于相關度高而成為形成誤差的主要因素。衛星導航接收機從跟蹤環中獲取偽距和載波相位測量值來實現靜態和動態定位。當存在多徑信號時，測量值受到干擾，從而影響衛星導航接收機的定位精度。
[0004]近年來，多徑信號對衛星導航接收機的碼和載波相位跟蹤誤差的影響得到了深入的研究，當前抑制多徑影響主要是通過天線設計、改進接收機技術以及信號處理技術實現。采取了多徑信號抑制措施的衛星導航接收機需要進行抗多徑性能測試。一方面要求所模擬的多徑信道能夠極大地接近真實多徑情況，另一方面要求多徑性能測試結果能夠直觀準確地體現接收機的性能改善情況。
[0005]目前，針對衛星導航接收機的測試均采用衛星導航信號模擬器進行，而目前衛星導航信號模擬器僅能夠產生多徑數量及衰落系數已知的多徑信號，不能夠產生其它模型的多徑信號，并且測試過程中需要測試人員全程參與，嚴重影響了衛星導航接收機的抗多徑性能測試效果。
【發明內容】
[0006]本發明的技術解決問題是:克服現有技術的不足，提供了一種衛星導航接收機抗多徑性能自動化測試裝置，可以在無需改動衛星導航信號模擬器的情況下，模擬鏡面多徑信道及散射多徑信道，并完成多徑情況下導航接收機性能指標和多徑誤差包絡面積的自動化測試，提高衛星導航接收機抗多徑性能測試的準確性及測試效率。
[0007]本發明的技術解決方案是:一種衛星導航接收機抗多徑性能自動化測試裝置，包括多徑信道模擬單元、多徑參數控制單元、測試結果處理單元，其中:
[0008]多徑信道模擬單元:依據多徑參數控制單元輸入的測試參數，對衛星導航模擬器生成的衛星導航信號進行配置，建立信道濾波器，產生經過多徑信道衰落的衛星導航測試信號；當多徑類型為鏡面多徑信道時，通過調整多徑數量、各路多徑的延遲和各路多徑的衰減因子來配置多徑信道；當多徑類型為散射多徑信道中的瑞利信道時，通過調整多徑分量方差來配置多徑信道；當多徑類型為散射多徑信道中的萊斯信道時，通過調整萊斯因子來配置多徑信道；當測試項目為多徑誤差包絡面積測試時，根據多徑類型和多徑參數配置信道濾波器得到測試信號，并根據測試步進量在測試過程中調整測試信號中的直達信號延遲；
[0009]多徑參數控制單元:根據抗多徑性能測試需求獲取測試參數，將測試參數分別送至多徑信道模擬單元和測試結果處理單元；測試開始時控制導航信號模擬器和衛星導航接收機開啟，測試結束時控制導航信號模擬器和衛星導航接收機關閉；所述的測試參數包括測試項目、測試條件、測試方法，其中測試項目包括多徑情況下衛星導航接收機的性能測試和多徑誤差包絡面積測試，并且當測試項目為多徑誤差包絡面積測試時要包括多徑誤差包絡面積測試步進量；測試條件包括多徑類型和多徑參數，多徑類型包括鏡面多徑信道及散射多徑信道，當多徑類型為鏡面多徑信道時，多徑參數包括多徑數量、各條多徑的延遲和各條多徑的衰減因子；當多徑類型為散射多徑信道時，如果是瑞利信道則多徑參數為多徑分量方差，如果是萊斯信道則多徑參數為萊斯因子；測試方法包括測試循環次數、每次測試時間長度；
[0010]測試結果處理單元:從衛星導航接收機讀取測試結果數據并對測試結果數據進行顯示；當測試項目為多徑誤差包絡面積測試時，測試結果數據的讀取間隔為測試時間長度與測試步進量的商，測試結果數據顯示為擬合曲線，測試結果數據為衛星導航接收機偽距誤差精度的包絡面積值以及偽距誤差精度的包絡圖；當測試項目為多徑情況下衛星導航接收機的性能測試時，測試結果數據為衛星導航接收機的偽距誤差精度、定位精度、首次定位時間，測試結果數據的讀取間隔即為每次測試的時間長度，測試結果數據顯示為數據列表。
[0011]本發明與現有技術相比的優點在于:
[0012](I)本發明多徑信道模擬單元能夠模擬鏡面多徑信道及散射多徑信道，散射多徑信道又包含萊斯信道和瑞利信道，所生成的多徑信號與導航接收機實際遭遇的多徑信道惡化情況極為接近，使得測試結果更加接近真實情況；
[0013]( 2)本發明多徑參數控制單元控制導航信號模擬器和衛星導航接收機的開啟與關閉，同時為多徑信道模擬單元和測試結果處理單元提供所需的測試項目、測試條件、測試方法共三類測試參數，采用獨立的控制單元進行整個測試過程的控制，減少了人為介入，使得測試更加智能，大大提高了測試效率；
[0014](3)本發明測試結果處理單元依據多徑參數控制單元輸入的測試項目、測試條件、測試方法三類參數確定測試結果處理方法，將接收機的測試結果數據采集及測試結果數據結果的整理集成，使得測試結果在無需后期處理的情況下，能夠在測試現場直接顯示，從而能夠指導現場測試條件的更新方法，及時發現測試中存在的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明測試裝置的組成原理圖；
[0016]圖2為本發明多徑信道模擬單元組成原理圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，本發明衛星導航接收機抗多徑性能自動化測試裝置，包括多徑信道模擬單元、多徑參數控制單元、測試結果處理單元。多徑參數控制單元根據抗多徑性能測試的需求得到多徑參數。多徑信號模擬單元依據多徑參數控制單元的輸入，對衛星導航模擬器生成的衛星導航信號進行配置，建立信道濾波器，產生經過多徑信道衰落的衛星導航測試信號。測試結果處理單元對導航接收機抗多徑性能測試結果數據依據多徑參數及抗多徑測試項目進行測試結果數據的處理。
[0018]多徑參數控制單元用于根據抗多徑性能測試需求對多徑信道模擬單元、衛星導航接收機以及測試結果處理單元進行控制。抗多徑性能測試需求為用戶根據實際情況提出的要求，要求包括測試項目、測試條件、測試方法等三大類參數。其中測試項目包括多徑情況下導航接收機的性能測試指標和多徑誤差包絡面積兩類，當測試項目為多徑誤差包絡面積時，需要指定多徑誤差包絡面積測試步進量。測試條件包括多徑類型和多徑參數，多徑類型包括鏡面多徑信道及散射多徑信道，當為鏡面多徑信道時，多徑參數包括多徑數量、各條多徑的延遲和各條多徑的衰減因子，當為散射多徑信道時，如果是瑞利信道，則多徑參數為多徑分量方差，如果是萊斯信道，則多徑參數為萊斯因子；測試方法包括測試循環次數、每次測試時間長度。
[0019]多徑參數控制單元根據測試需求對多徑信道模擬單元進行配置。配置內容包括多徑信道模擬開關、多徑類型和多徑參數。
[0020]如圖2所示，為多徑信道模擬單元的組成原理圖。依據多徑參數控制單元輸入的測試參數，對衛星導航模擬器生成的衛星導航信號進行配置，建立信道濾波器，產生經過多徑信道衰落的衛星導航測試信號；當測試項目為多徑誤差包絡面積測試時，根據測試條件中的多徑類型和多徑參數配置信道濾波器得到測試信號，此外，多徑誤差包絡面積測試需要連續多次測試接收機的偽距誤差精度，從而計算偽距誤差精度的包絡面積，因此測試過程中需要根據測試項目中的測試步進量連續調整多徑測試信號中直達信號的時間延遲，直達信號的時間延遲計算方法如下:
[0021 ] t直達信號(n) =t多徑信號+t測試步進量Xn, n=0, 1,2......f多徑誤差包絡
[0022]其中，代表多徑信號的到達時間，代表測試步進量，n代表多徑誤差包絡面積測試中的第n次測試，代表第n次測量時的直達信號到達時間，f^5S
代表多徑誤差包絡面積測試中的測試總次數，其計算方法如下:
[0023]
【權利要求】
1.一種衛星導航接收機抗多徑性能自動化測試裝置，其特征在于:包括多徑信道模擬單元、多徑參數控制單元、測試結果處理單元，其中: 多徑信道模擬單元:依據多徑參數控制單元輸入的測試參數，對衛星導航模擬器生成的衛星導航信號進行配置，建立信道濾波器，產生經過多徑信道衰落的衛星導航測試信號；當多徑類型為鏡面多徑信道時，通過調整多徑數量、各路多徑的延遲和各路多徑的衰減因子來配置多徑信道；當多徑類型為散射多徑信道中的瑞利信道時，通過調整多徑分量方差來配置多徑信道；當多徑類型為散射多徑信道中的萊斯信道時，通過調整萊斯因子來配置多徑信道；當測試項目為多徑誤差包絡面積測試時，根據多徑類型和多徑參數配置信道濾波器得到測試信號，并根據測試步進量在測試過程中調整測試信號中的直達信號延遲； 多徑參數控制單元:根據抗多徑性能測試需求獲取測試參數，將測試參數分別送至多徑信道模擬單元和測試結果處理單元；測試開始時控制導航信號模擬器和衛星導航接收機開啟，測試結束時控制導航信號模擬器和衛星導航接收機關閉；所述的測試參數包括測試項目、測試條件、測試方法，其中測試項目包括多徑情況下衛星導航接收機的性能測試和多徑誤差包絡面積測試，并且當測試項目為多徑誤差包絡面積測試時要包括多徑誤差包絡面積測試步進量；測試條件包括多徑類型和多徑參數，多徑類型包括鏡面多徑信道及散射多徑信道，當多徑類型為鏡面多徑信道時，多徑參數包括多徑數量、各條多徑的延遲和各條多徑的衰減因子；當多徑類型為散射多徑信道時，如果是瑞利信道則多徑參數為多徑分量方差，如果是萊斯信道則多徑參數為萊斯因子；測試方法包括測試循環次數、每次測試時間長度； 測試結果處理單元:從衛星導航接收機讀取測試結果數據并對測試結果數據進行顯示；當測試項目為多徑誤差包絡面積測試時，測試結果數據的讀取間隔為測試時間長度與測試步進量的商，測試結果數據顯示為擬合曲線，測試結果數據為衛星導航接收機偽距誤差精度的包絡面積值以及偽距誤差精度的包絡圖；當測試項目為多徑情況下衛星導航接收機的性能測試時，測試結果數據為衛星導航接收機的偽距誤差精度、定位精度、首次定位時間，測試結果數據的讀取間隔即為每次測試的時間長度，測試結果數據顯示為數據列表。
【文檔編號】G01S19/23GK103675849SQ201310745046
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】張爽娜, 付春嶺, 王宏偉, 畢亮, 曹瀟, 李亞平 申請人:航天恒星科技有限公司
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