直接式卫星导航信源鉴别系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及卫星导航领域，特别是一种直接式卫星导航信源鉴别系统。
【背景技术】
[0002]目前主流的信源鉴别方法是采用卫星星座导航信号模拟器。对于目前卫星星座导航模拟器对于北斗终端设备领域的信源鉴别应用中，存在以下问题:
[0003]市场上多数具备北斗导航模块的设备终端，存在软件的逻辑预设通过判定导航电文的授时信号的数据时延，对比源是否为模拟器信源。
[0004]因为导航电文可以预设，各卫星信号之间的相位关系(场景)也是预置的。被测试的终端设备可以利用软件手段判断所收到的信号出现了时间信息的跳跃甚至倒退以及定位结果出现了不实际的大位移，从而判断所收到的信号来自模拟器并拒绝输出定位结果。
[0005]许多导航终端设计都具备接收北斗和GPS信号的能力，但是用户需要了解导航终端输出的位置时间解算结果是根据哪一个导航信号得出的，或者倾向于采用哪一种导航信号。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种直接式卫星导航信源鉴别系统是利用北斗接收机和GPS接收机同时接收真实卫星星座直播的当前时间的导航电文，然后根据预设的被测接收机的位置和运动状态，重构北斗和GPS射频导航信号，并在两者间引入微小差异。根据被测设备的输出结构评测是否具有独立的北斗导航能力及其性能。
[0007]该系统包括用于接收并输出北斗在轨卫星导航电文的北斗接收机，用于接收并输出GPS在轨卫星导航电文的GPS接收机，用于检测计算在轨卫星信号特征后对导航电文进行二次模拟的耦合器，DAC，用于将模拟信号进行调频并混合输出的上频混合器，用于将模拟信号进行放大并播放输出给被测设备的射频放大器，用于对比预设信息与被测设备输出结果生成检测报告的计算机评测系统；其中，通过线缆依次连接北斗接收机/GPS接收机，耦合器，DAC,上频混合器，射频放大器，被测设备，计算机评测系统。
【附图说明】
[0008]图1直接式信源鉴别系统技术原理图；
[0009]图2直接式信源鉴别系统结构拓扑。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示，直接式信源鉴别系统技术原理图。直接生成法适用于被测设备可测试性非常好的场合。通过研制或采购GNSS星座导航信号模拟器实现。市场上现有的GNSS星座导航信号模拟器产生的GNSS星座导航信号质量好、精度高，但是体积大、笨重并且成本高。也可以利用DSP、FPGA、ADC和上变频器的方案定制性能可接受的超小型导航信号产生器。
[0011]GNSS星座导航信号产生原理是不同时间相位和多普勒频偏的若干路GPS或北斗导航信号的简单相加。其导航信号的生成原理如下:
[0012]通过内置的时钟系统产生相应的BD/GPS的测距码和导航电文，之后将具备BD/GPS的测距码和导航电文合成模拟信号，对于产生的GPS信号上变频到1575.42MHz，北斗信号上变频到1561.098MHz。再通过耦合器将两组信号进行数字载波信号合成，并通过DAC(数字模拟转换器)转换成模拟信号，将模拟测试信号通过天线发送给测试终端。
[0013]缺点是:导航电文是预设的，各卫星信号之间的相位关系(场景)也是预置的。被测设备可以利用软件手段判断所收到的信号出现了时间信息的跳跃甚至倒退以及定位结果出现了不实际的大位移，从而判断所收到的信号来自模拟器并拒绝输出定位结果。
[0014]直接生成法针对预设的导航电文预设的缺点进行了以下设计:
[0015]直接生成式法其最终输出的导航信号与GNSS星座导航信号的技术原理相同，但是导航电文是具备北斗和GPS真实卫星电文特征的，卫星信号之间的相位关系(场景)也是真实的。从而解决被测设备可以利用软件手段判断所收到的信号出现了时间信息的跳跃甚至倒退以及定位结果出现了不实际的大位移，从而判断所收到的信号来自模拟器并拒绝输出定位结果这个弊端，保证测试结果的真实有效。
[0016]如图2所示，一种直接式卫星导航信源鉴别系统，其特征在于，它包括用于接收并输出北斗在轨卫星导航电文的北斗接收机，用于接收并输出GPS在轨卫星导航电文的GPS接收机，用于检测计算在轨卫星信号特征后对导航电文进行二次模拟的耦合器，DAC，用于将模拟信号进行调频并混合输出的上频混合器，用于将模拟信号进行放大并播放输出给被测设备的射频放大器，用于对比预设信息与被测设备输出结果生成检测报告的计算机评测系统；其中，通过线缆依次连接北斗接收机/GPS接收机，耦合器，DAC,上频混合器，射频放大器，被测设备，计算机评测系统。
[0017]直接式卫星导航信源鉴别系统，通过所述北斗接收机与所述GPS接收机实时接收卫星导航电文，将卫星信号通过射频电缆实时输入到计算机评测系统，通过软件计算评比卫星信号导航电文的时延，轨迹特征后，利用此特征在卫星星座模拟器里面进行二次模拟，然后实时直播给检测设备。
[0018]直接式卫星导航信源鉴别系统，其中所述计算机评测系统包含微波暗室、高精度信号模拟器、RTK参考站、时间间隔计数器、微波功率计、功率分配放大器等、数据分析软件。
[0019]北斗导航通信模拟器通过软件编程预设生成单颗或多颗卫星导航模拟电文信号，以及标准的脉冲信号和时钟信号，来满足各类用户终端设备的设计开发、生产测试装备试验以及性能检测等应用需求。
[0020]北斗导航通信模拟器能够生成高保真度、高分辨率、高精度和高稳定性的卫星导航模拟信号，可以完成各类终端厂商导航设备的信源鉴别，时钟时延，运动轨迹，授时定位等功能检测。
[0021]卫星导航信号模拟器一般能够产生一个导航系统或多个导航系统兼容的全星座卫星导航信号。其在模拟导航卫星运动的同时，也可以同时模拟接收终端的运动状态。
[0022]模拟器既能够根据预先设定的轨迹信息，生成卫星导航模拟信号；也能够接收半实物仿真计算机传输的载体的位置、速度、加速度、姿态等信息，模拟多颗卫星在轨的位置分布和运动。
[0023]根据载体的姿态、接收机天线布置、天线方向图、接收机与卫星的之间距离的远近等因素，模拟卫星定位接收机收到的不同导航卫星射频信号的到达入射角、强弱和延时，进而模拟载体飞行过程中的卫星导航过程，实时或近实时的生成卫星导航模拟信号。信号模拟源所生成的卫星导航信号包含了卫星发射信号的特征，以及信号经过空间传播后到达终端设备处所附加的各种传播效应。
[0024]通过北斗接收机与GPS接收机实时接收卫星导航电文，将卫星信号通过射频电缆实时输入到计算机评测系统，通过软件计算评比卫星信号导航电文的时延，轨迹等特征后，利用此特征在卫星星座模拟器里面进行二次模拟，然后实时直播给检测设备。
[0025]卫星导航信号模拟器所产生一个导航系统或多个导航系统兼容的全星座卫星导航信号。是根据仿真计算机预先设定的轨迹信息，生成卫星导航模拟信号；
[0026]而直接式卫星导航信源鉴别系统所产生的卫星导航模拟信号是通过计算机评测特征后二次模拟输出的是真实的导航电文，能够完全避免被检测的终端设备对于卫星导航信号是否为模拟器的判断，从而保证对于被检测设备的信源来源，真实性能做出准确无误的评测结果。
[0027]直接式卫星导航信源鉴别系统对于被测设备的判定能力对于应用场景的效果:
[0028]1.是否具备北斗信号独立导航能力，及其北斗独立导航性能参数；
[0029]2.被测设备是否具备GPS信号独立导航能力，及其GPS独立导航的性能参数；
[0030]3.被测设备是否具备北斗/GPS组合导航能力，及其北斗/GPS组合导航的性能参数；
[0031]4.在GPS信号失准的情况下，能否自动切换到独立北斗工作模式；
[0032]5.其它扩展性能的参数指标。
[0033]其中，计算机评测系统:用于被测设备的研制、定型，使用过程中的计量以及对于设备性能参数的测试。
[0034]计算机评测系统对以下A~J指标可以进行评测，可以测出被测设备的A-J指标的数值，通过测出的指标来衡量被测设备的性能如何。
[0035]A.信号捕获灵敏度；
[0036]B.彳目号跟踪灵敏度；
[0037]C.冷启动首次定位时间(给定信号功率条件下)；
[0038]D.热启动首次定位时间(给定信号功率条件下)；
[0039]E.定位精度(95%置信度，DOP彡3条件下)；
[0040]F.测速精度(95%置信度，DOP ( 3条件下)；
[0041 ] G.授时精度(分静态/动态)；
[0042]H.抗带外干扰能力、高动态能力；
[0043]1.伪距测量精度、相关特性曲线；
[0044]J.其它扩展指标
[0045]计算机评测系统通常包含微波暗室、高精度信号模拟器、RTK参考站、时间间隔计数器、微波功率计、功率分配放大器等、数据分析软件等。
[0046]当前许多导航终端设计都具备接收北斗和GPS信号的能力，但是用户需要了解导航终端输出的位置时间解算结果是根据哪一个导航信号得出的，或者倾向于采用哪一种导航?目号O
[0047]本实用新型适用于被测备可测试性非常好的场合。以及导航设备的研制、定型、性能检测、信源鉴别等应用领域。涉及卫星导航芯片研发、生产、测试；卫星导航接收机研发、生产、测试；卫星导航产品的维修维护等。
【主权项】
1.一种直接式卫星导航信源鉴别系统，其特征在于，它包括用于接收并输出北斗在轨卫星导航电文的北斗接收机，用于接收并输出GPS在轨卫星导航电文的GPS接收机，用于检测计算在轨卫星信号特征后对导航电文进行二次模拟的耦合器，DAC,用于将模拟信号进行调频并混合输出的上频混合器，用于将模拟信号进行放大并播放输出给被测设备的射频放大器，用于对比预设信息与被测设备输出结果生成检测报告的计算机评测系统；其中，通过线缆依次连接北斗接收机/GPS接收机，耦合器，DAC,上频混合器，射频放大器，被测设备，计算机评测系统。
【专利摘要】一种直接式卫星导航信源鉴别系统，包括用于接收并输出北斗在轨卫星导航电文的北斗接收机，用于接收并输出GPS在轨卫星导航电文的GPS接收机，用于检测计算在轨卫星信号特征后对导航电文进行二次模拟的耦合器，DAC，用于将模拟信号进行调频并混合输出的上频混合器，用于将模拟信号进行放大并播放输出给被测设备的射频放大器，用于对比预设信息与被测设备输出结果生成检测报告的计算机评测系统。该系统利用北斗接收机和GPS接收机同时接收真实卫星星座直播的当前时间的导航电文，然后根据预设的被测接收机的位置和运动状态，重构北斗和GPS射频导航信号,并在两者间引入微小差异。根据被测设备的输出结构评测是否具有独立的北斗导航能力及其性能。
【IPC分类】G01S19/33
【公开号】CN204882875
【申请号】CN201520661730
【发明人】赵崇征
【申请人】北京北斗云鑫科技有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月30日