[发明专利]卫星导航信号模拟器伪距精度测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，特别是涉及一种卫星导航信号模拟器伪距精度测量方法。

背景技术

卫星导航技术是基于全球导航卫星系统（GNSS，Global Navigation Satellite System）向用户提供位置、导航和时间服务的技术，目前已经广泛应用于军事和民用领域。用户基于卫星导航用户设备，例如芯片、模块和终端产品等，获取相关服务。

在卫星导航用户设备的研制和检验检测等过程中，需要能够定制不同卫星星座、误差模型、用户轨迹、信号功率等条件下的导航信号，来验证或检验产品的技术指标是否满足相关要求，因此，卫星导航用户设备的制造商及检测机构广泛采用卫星导航信号模拟器来按需生成导航仿真信号。

伪距是卫星导航用户设备进行位置解算的原始观测量，也是卫星导航信号模拟器产生的关键仿真数据，模拟器仿真伪距的误差大小直接关系到被检接收机检测结果的可信度。目前，卫星导航信号模拟器伪距精度指标的测量方法为：通过对模拟器在特定仿真场景（伪距标称值为零）下输出的射频仿真信号的时域分析，识别出伪距信号起始点并测量其在时间轴上的延迟（模拟卫星信号的传输延迟），并进行延迟时间的测量，再将其乘以光速转换为伪距量值。该方法的局限性表现为：

1.通过时域分析仪器（如示波器）的显示波形判断伪距信号起始点，对于某些信号能够识别出该点，如北斗区域导航模拟信号，以巴克码翻转点作为其特征点，而对于其他类型的导航信号则不易或不能识别，因此该测量方法仅适用于特定类型的模拟器。

2.受时域分析仪器时间间隔测量精度指标和满足该测量精度的最长采样时间指标的双重约束，该测量方法只能测量伪距零值或较小伪距量值的误差，而不能测量任意伪距的误差。例如：模拟器的伪距精度指标为0.05m，转换到传输时间约为167ps（即电磁信号以光速传播该距离所需时间），为满足该指标的校准要求，时域分析仪器的时间间隔测量精度必须能够达到167ps，如果要满足更为严格的检定要求，则需要达到55ps量级。高端示波器已经可以在一定的最长采集时间（一般在最高实时采样率下），如2.5ms内，满足该测量精度要求。但该采集时间不能满足至少20000km（转换为传输延迟时间约67ms）的伪距输出量值范围的测量要求。

发明内容

本发明根据现有技术存在的缺陷，提供一种卫星导航信号模拟器伪距精度的测量方法，能够满足任意伪距量值范围的测量要求，测量准确度高，满足卫星导航信号模拟器伪距精度指标的校准和检定要求。

本发明的技术方案是：

一种卫星导航信号模拟器伪距精度测量方法，其特征在于，设置卫星导航信号模拟器输出伪距标称值为p的射频仿真信号，将对伪距p的测量转换为对伪距p对应的延迟时间的测量，将所述时间测量分解为整周期部分的测量和小数部分的测量，所述整周期部分的测量是指用周期性校准信号对射频仿真信号自伪距起始点在时间上的延迟进行整周期数的计数并测量校准信号的周期，所述小数部分的测量是指测量射频仿真信号伪距起始点延迟时间小于校准信号一个周期的时间间隔部分；由此得到模拟器输出伪距标称值p的实际测量值p′为：

p′=c×(NT+d) （1）

其中：

p′－模拟器输出伪距的实际测量值

c－电磁波在真空中的传播速度

N－校准信号整周期数，N从0开始计数

T－校准信号周期

d－延迟时间的小数部分，即延迟时间中小于一个校准信号周期的时间间隔部分；则模拟器输出伪距的误差Δp为：

Δp=p-p′ （2）。

所述模拟器输出的射频仿真信号，在伪距起始点位置加入任意易于识别的特征标记，所述特征标记能够被用于时间间隔测量的时域分析仪器识别。

所述周期性校准信号与所述射频仿真信号同步输出，所述周期性校准信号的周期不大于时域分析仪器在满足模拟器伪距精度测量要求条件下的最长采样时间。

所述周期性校准信号同时用作时域分析仪器的外触发信号，所述周期性校准信号的第N-1个周期信号具有能够触发时域分析仪器的特征，其中N为校准信号的整周期数，由模拟器根据公式（1）计算得出。

所述周期性校准信号为校准脉冲信号，将抬高的第N-1个脉冲信号的高电平用于触发时域分析仪器，其中N为校准脉冲的整周期数，由模拟器根据公式（1）计算得出。

本发明的技术效果：