[发明专利]卫星导航信号模拟器伪距控制精度的校准系统和方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及卫星导航领域，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。

背景技术

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。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明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。