[发明专利]一种卫星导航信号采集回放仪定位精度一致性的测试方法

说明书

本发明提出了一种卫星导航信号采集回放仪定位精度一致性的测试方法。所述方法以接收机作为测试终端，使用直接测试和回放测试时接收机所记录的定位信息为依据，避免了在时频域中分析信号前后一致性时，噪声淹没导航信号的情况。本发明提出两评估指标：指标一计算直接测试和回放测试定位结果95％概率圆的重合百分比；指标二计算直接测试和回放测试定位结果距离偏差的统计特性；即本发明从相对误差和绝对误差两种形式来衡量原始和回放信号的一致性，进而评估采集回放仪的性能。本发明对目前市面上无完善的采集回放仪测试方法做了补充，为该仪器测试方法的标准化建立提供参考。

技术领域

本发明属于卫星导航无线电测试领域，尤其是涉及一种卫星导航信号采集回放仪定位精度一致性的测试方法。

背景技术

目前，以我国的北斗、美国的GPS(Global Position System，全球定位系统)为代表的卫星导航定位技术迅速发展，接收机技术也随之发展。在对接收机进行测试的过程中，根据测试信号源的不同，卫星导航终端测试技术主要可分为三种：信号模拟器测试、道路测试、真实信号采集回放仪测试。然而，因模拟器的现有技术还无法提供精确有效的导航信号真实复杂场景仿真模型，路测无法控制测试变量的统一且成本昂贵，故现阶段逐渐推广基于卫星导航信号采集回放仪的终端测试。

因卫星导航信号采集回放仪的发展处于初始阶段，设备自身的性能指标不统一，无固定数据输出格式，且无统一完善的测试方法评估设备性能。若从卫星导航信号出发分析原始信号与回放信号前后两者的一致性，因卫星导航信号从太空传输至地表，信号功率较低，有用信号淹没在噪声当中，难以建立数学模型估计原始信号和回放信号在时频域中偏差与回放前后一致性的关系。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种评估卫星导航信号采集回放仪定位精度一致性的测试方法，该方法以接收机作为测试终端，以直接测试和回放测试定位结果的重合百分比和距离偏差为指标来评估卫星导航信号采集回放仪的性能。

本发明实现上述目的所采用的技术方案是：

一种卫星导航信号采集回放仪定位精度一致性的测试方法，包括以下步骤：

步骤A，卫星信号模拟器输出端通过低噪声放大器接入功率分配器的输入端，功率分配器的输出端一路连接卫星导航信号采集回放仪，卫星导航信号采集回放仪采集卫星信号模拟器产生的信号并记录成数据文件，另一路连接接收机，接收机记录定位信息，此次测试结果为直接测试；

其中，卫星信号模拟器设置场景符合相应标准规定，测试时长大于30分钟。

步骤B，卫星导航信号采集回放仪选定此前记录的数据文件进行回放，输出端连接之前同一接收机，接收机记录定位信息，此次测试记为回放测试；

其中，接收机可选择不同品牌的接收机或者模块，且每次测试时都进行冷启动，并设置为相同的定位模式。

步骤C，以卫星信号模拟器产生的定位信息作为标定数据，分别计算直接测试和回放测试的定位信息与标定数据的偏差，并计算两次测试结果95％概率圆的重合百分比，以该指标来判定卫星导航信号采集回放仪的性能，其过程如下：

步骤C-1，卫星信号模拟器的输出结果和两次测试结果在WGS-84坐标系下的(φ,λ,h)坐标转化为ECEF坐标系下的(x,y,z)坐标；

步骤C-2，以每时刻点的标定数据作为坐标原点，计算该时刻下测试结果相对于坐标原点在水平方向上的偏差；

步骤C-3，以测试时间段内水平方向上定位偏差的统计均值为圆心，画一个最小半径圆，使其包括95％的样本点，记该圆为95％概率圆，直接测试结果的半径为r₁，回放测试结果的半径为r₂；

步骤C-4，直接测试和回放测试得出的两个95％概率圆的重合面积为S，计算重合百分比，其结果为：