一种机动车gnss测速仪的模拟测速检测系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于计量测量领域，具体涉及一种机动车GNSS测速仪的模拟测速检测系 统及方法。
【背景技术】
[0002] 导航随着人类社会政治、经济和军事活动的发生而产生，发展而发展。第二次世界 大战及战后时期形成的以陆基无线电导航系统为主的混合体对人类社会的繁荣与进步做 出了巨大的贡献。60年代以后投入使用的自主式导航系统在军事上对陆基无线电导航作了 重要的补充。随着世界经济的发展和军事作战方式的变化，在70年代末信息技术发展的基 础上形成并陆续投入使用的新的导航系统混合体，以卫星导航系统为核心，把导航范围、精 度和其它性能提高到一个新的高度，极大地促进了军用和民用航行事业的发展，也使导航 的作用扩展到社会生活的各个方面。目前各国都在积极发展导航卫星系统，包括美国GPS、 俄联邦GL0NASS、欧盟的伽利略系统、以及我国的北斗卫星导航系统等。
[0003] 对速度的精确测量在很多领域都有着广泛的需求，包括军用飞机的检测评估，GPS 与惯性导航系统的集成，重力场测量，地球物理勘探等等。利用接收机多普勒和载波相位测 量的导航卫星系统测速法可以经济有效地获得高精度、高可靠性的运动物体速度值。机动 车测速是目前基于导航卫星原理的测速仪的主要商业市场。其中，计量部门使用的高精度 机动车GNSS标准测速仪是用来对安装在公路上的机动车测速系统（雷达测速系统、地感线 圈测速系统、激光测速系统等）进行现场实车路试综合检测，校准速度量值的专用仪器设 备，亦可用于行驶里程的测量。高精度机动车GNSS测速仪由于其测速精度高，对天气环境 要求较低，而且安装简便，正在越来越多的被用作工作器具级机动车测速仪校准的标准器 具，但不同的导航卫星定位系统有着不同的卫星空间结构和数据类型，目前我国对导航卫 星定位系统测速的计量技术研究相对较少，在基于导航卫星原理的测速仪的计量方法以及 技术方面还是空白。随着我国自主的北斗卫星定位系统的逐渐完善，以及我国军用测速的 需求，对北斗测速的计量需求也逐渐显现。因此对机动车GNSS标准测速仪检测技术的研究 需求越来越迫切。
[0004] 在计量测量领域，为了保证量值统一或测量准确可靠，对高精度机动车GNSS测速 仪检测方法的测速误差进行检测是一项重要工作。目前，高精度机动车GNSS测速仪的检 测方法有现场道路比对试验法和实验室回放信号检测法，主要针对的都是GPS测速仪的检 测。例如，英国将高精度机动车GPS测速仪列为机动车测速仪型式评价试验的标准仪器，其 速度指标的检测依靠特定速度点的现场道路比对试验来完成，使用的比对器具为非接触测 速仪及同类高精度机动车GPS测速仪。
[0005] 实验室回放信号检测，采用三光束遮挡装置采集试验车行驶产生的标准速度，并 用GPS信号录制和回放仪记录相应的卫星信号，在实验室内对标准速度值进行GPS信号的 回放。使用该方法对高精度机动车GPS测速仪进行检测，按其检测工作原理，理论上能够直 接溯源至时间/长度基本量。能够正常工作的高精度机动车GPS测速仪按照该方法的速度 指标检测结果与标准速度值的偏差一般不超过±0. 1% .
[0006] 然而所述现有技术存在以下不足之处：
[0007] (1)现有技术中现场道路比对试验法每次试验，都需要对试验场地、试验车辆及环 境条件、人员配备提出较高要求，虽然能够按测速仪的实际工作状态对其进行检测，但无法 实现同一速度点测量重复性的检测。并且，作为比对器具的非接触测速仪，在道路试验过程 会受到多种现场实际因素的影响，其速度测量指标以及溯源途径，并未得到机动车测速国 际计量领域的公认；
[0008] (2)现有技术中利用光遮挡式标准测速仪和GPS信号记录/回放仪对高精度机 动车GPS测速仪进行检测，采用了现场检测结合实验室卫星信号回放的检测方法，该方法 包含了来自卫星、大气、现场环境等因素对GPS卫星信号产生的不利影响，与高精度机动车 GPS测速仪的实际使用测量状态较为接近，但卫星信号录制过程较为复杂，对实验条件的要 求高，且测量不确定度较大。因此，该现有技术在推广应用时受到较大的限制。此外，目前 存在的方法都仅针对GPS测速仪进行检测，能够针对使用其他GNSS系统的测速仪进行检测 的方法目前还未见公开报道。
[0009] 综上所述，现有技术中，现场道路比对试验法无法对测量重复性进行检测，而卫星 信号回放速度检测法的信号录制过程较为复杂，对实验条件的要求较高，难以在高精度机 动车GPS测速仪计量检测行业中普遍推广。且上述方法无法对现存的所有GNSS系统进行 全面的检测，无法满足技术进步的要求。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种机动车GNSS测速 仪的模拟测速检测系统及方法，以实现对机动车GNSS测速仪进行方便、快捷、准确的实验 室检测方法。
[0011] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0012] -种机动车GNSS测速仪的模拟测速检测系统，包括控制计算机、GNSS信号模拟 器、卫星信号场模拟器和被检高精度机动车GNSS测速仪；
[0013] 所述控制计算机产生模拟信号，并将模拟信号传输至GNSS信号模拟器，控制GNSS 信号模拟器和卫星信号场模拟器的工作状态，同时接收和记录GNSS信号模拟器和被检高 精度机动车GNSS测速仪的反馈信号，并计算检测结果；
[0014] 所述GNSS信号模拟器的控制信号输入端口与控制计算机相连接，GNSS信号模拟 器根据控制计算机产生的模拟信号生成相应的卫星信号；
[0015] 所述GNSS信号模拟器的信号输出端口与卫星信号场模拟器相连接，GNSS信号模 拟器将其产生的卫星信号传输至卫星信号场模拟器；
[0016] 所述被检高精度机动车GNSS测速仪的卫星信号接收天线与卫星信号场模拟器连 接。
[0017] 所述卫星信号场模拟器包括本体、射频信号发射装置以及可密封舱门；
[0018] 所述本体为四棱锥形微波暗室结构，采用金属材料，在其内壁上设置有吸波材 料；
[0019] 所述射频信号发射装置的信号发射端设置在本体的顶端内部，用于发射GNSS信 号模拟器发出的卫星信号；
[0020] 所述射频发射装置的信号接入端口在本体的顶端外部，用于接收GNSS信号模拟 器发出的卫星信号；
[0021] 也就是说，卫星信号场模拟器顶端的射频信号发射装置一端接收GNSS信号模拟 器发出的卫星信号，另一端再把模拟卫星信号发射出去。
[0022] 在本体的侧壁开有可密封舱门，通过该可密封舱门将被检高精度机动车GNSS测 速仪的卫星信号接收天线置于本体的内部中央位置。
[0023] 所述被检高精度机动车GNSS测速仪的卫星信号接收天线包括天线头和连接线， 所述天线头置于卫星信号场模拟器内，连接线的一端与所述天线头连接，另一端与被检高 精度机动车GNSS测速仪上的天线接口连接。
[0024] 在所述控制计算机上设有硬盘，并安装有GNSS信号模拟器数据记录模块和被检 高精度机动车GNSS测速仪数据记录模块；
[0025] 所述GNSS信号模拟器数据记录模块用于将GNSS信号模拟器实际产生的模拟速度 V。记录在控制计算