T/ZKJXX×××××—××××1全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)信號(hào)模擬器要求衛(wèi)星信號(hào)的模擬器的系統(tǒng)構(gòu)成、功能要求、性能要求、安全要求、試驗(yàn)方法和驗(yàn)收方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于RDSS、RNSS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)模擬器，也適用于模擬仿真和采集回放一體化系統(tǒng)中的模擬仿真部分。本標(biāo)準(zhǔn)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T19391-2003全球定位系統(tǒng)（GPS）術(shù)語及定義JJF1180-2007時(shí)間頻率計(jì)量名詞術(shù)語及定義JJF1188-2008無線電計(jì)量名詞術(shù)語及定義JJF1471-2014全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）信號(hào)模擬器校準(zhǔn)規(guī)范BD420012-2015北斗/全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）信號(hào)模擬器性能要求及測試方法3.1術(shù)語和定義3.1.1GNSS信號(hào)模擬器GNSSsignalsimulator能夠按照BDS/GPS/GLONASS/Galileo衛(wèi)星信號(hào)和用戶定義仿真參數(shù)模擬產(chǎn)生于衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)原理特性一致的信號(hào)的一種設(shè)備。3.1.2仿真場景SimulationScenarioGNSS信號(hào)模擬器在進(jìn)行仿真設(shè)置時(shí)定義的一組數(shù)據(jù)，用于表征衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)觀測到的衛(wèi)星信號(hào)特征和信號(hào)環(huán)境特征。3.1.3加加速度Jerk加速度的變化率，描述加速度變化快慢的物理量。3.1.4內(nèi)部通道延遲Internalchanneldelay模擬器內(nèi)部通道的信道特性引入的信號(hào)時(shí)間延遲。3.1.5誤差矢量幅度Errorvectormagnitude，EVM誤差矢量信號(hào)平均功率的均方根值與理想信號(hào)平均功率的均方根值之比，以百分比的形式表3.2縮略語下列縮略語適用于本標(biāo)準(zhǔn)。BDS——BeidouNavigationSatelliteSystem，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)；GPS——GlobalPositioningSystem，全球定位系統(tǒng)；GLONASS——GlobalNavigationSatelliteSystem，格洛納斯導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)；GNSS——GlobalNavigationSatelliteSystem，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)；BPSK——BinaryPhaseShiftKeying，兩相移鍵控調(diào)制；QPSK——QuadraturePhaseShiftKeying，四相移鍵控調(diào)制；FDMA——FrequencyDivisionMultipleAcces，頻分多址；ECEF——Earth-Centered，Eateh-Fixed，地心地固坐標(biāo)系；PPS——PulsePerSecond，秒脈沖；T/ZKJXX×××××—××××2RMS——RootMeanSquare，均方根值；UTC——UniversalTimeCoordinated，協(xié)調(diào)世界時(shí)；RDSS——RadioDeterminationSatelliteService，無線電測定業(yè)務(wù)；RNSS——RadioNavigationSatelliteService，無線電導(dǎo)航業(yè)務(wù)；RPS——RecordandPlaybackSystem，信號(hào)采集回放系統(tǒng)；ICD——InterfaceControlDocument.接口控制文件。01——RNSS信號(hào)模擬器，可輸出RNSS信號(hào)的模擬器。02——RDSS信號(hào)模擬器，可輸出RDSS信號(hào)的模擬器。03——RNSS和RDSS集成模擬器，可輸出RNSS和RDSS兩種類型信號(hào)的模擬系統(tǒng)。04——RNSS與RPS集成的模擬器，可使用數(shù)學(xué)仿真平臺(tái)生成模擬RNSS信號(hào)，也可將采集存儲(chǔ)的實(shí)景衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)回放輸出的模擬器。GNSS信號(hào)模擬器主要由數(shù)學(xué)仿真模塊、信號(hào)生成模塊、信號(hào)功率控制模塊、時(shí)頻基準(zhǔn)模塊、仿真控制模塊、校準(zhǔn)接口模塊等組成，其基本結(jié)構(gòu)和工作原理如圖1所示。各模塊的具體功能如下：a)數(shù)學(xué)仿真模塊對(duì)導(dǎo)航衛(wèi)星、信號(hào)傳輸環(huán)境和接收用戶進(jìn)行建模，模擬導(dǎo)航系統(tǒng)全星座的運(yùn)行和用戶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，運(yùn)算產(chǎn)生信號(hào)模型參數(shù)，通過這些信號(hào)模型參數(shù)控制生成真實(shí)的動(dòng)態(tài)導(dǎo)航射頻信b)信號(hào)生成模塊根據(jù)仿真計(jì)算得到的電文與各模擬通道的模型控制參數(shù)，按照各導(dǎo)航系統(tǒng)及ICD要求，生成各種衛(wèi)星導(dǎo)航射頻信號(hào)。c)時(shí)頻基準(zhǔn)模塊主要為GNSS信號(hào)模擬器提供時(shí)間和頻率基準(zhǔn)，主要為銣原子或高穩(wěn)晶振。d)仿真控制模塊主要用于實(shí)現(xiàn)仿真參數(shù)配置、仿真狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測、仿真數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能；e)信號(hào)功率模塊主要完成各通道導(dǎo)航射頻信號(hào)的功率電平控制。f)校準(zhǔn)接口模塊能對(duì)GNSS信號(hào)模擬器射頻信號(hào)的功率、時(shí)延、各頻點(diǎn)頻率、頻移進(jìn)行校準(zhǔn)。6.1通用要求6.1.1外觀T/ZKJXX×××××—××××3GNSS信號(hào)模擬器的外觀應(yīng)無銹蝕、銹斑、裂紋、褪色、污跡、變形、鍍涂層脫落，亦無明顯劃痕、毛刺；塑料件應(yīng)無起泡、開裂、變形；灌注物應(yīng)無溢出等現(xiàn)象；結(jié)構(gòu)件與控制組件應(yīng)完整，無機(jī)械損傷。6.1.2銘牌銘牌應(yīng)有清晰耐久的銘牌標(biāo)志。銘牌應(yīng)安裝在主機(jī)外表面的醒目位置，銘牌尺寸應(yīng)與主機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸相適宜。銘牌應(yīng)包括下列內(nèi)容：——GNSS信號(hào)模擬器名稱、型號(hào)及規(guī)格；——GNSS信號(hào)模擬器制造廠名及商標(biāo)；——GNSS信號(hào)模擬器出廠年月及編號(hào)；——GNSS信號(hào)模擬器執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。6.1.3材質(zhì)6.2功能要求GNSS信號(hào)模擬器應(yīng)具備自檢功能。通過信號(hào)燈或顯示屏明確表示GNSS信號(hào)模擬器當(dāng)前主要狀態(tài)。若出現(xiàn)故障，則通過信號(hào)燈或顯示屏等顯示方式顯示故障類型等信息。6.2.2支持的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)頻點(diǎn)和信號(hào)種類GNSS信號(hào)模擬器應(yīng)能模擬目前在軌運(yùn)行的BDS/GPS/GLONASS/Galileo四大導(dǎo)航系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)頻點(diǎn)的公開導(dǎo)航信號(hào)。各頻點(diǎn)信號(hào)中心頻率、碼速率、帶寬及調(diào)制方式見附錄A.6.2.3數(shù)學(xué)仿真功能GNSS信號(hào)模擬器數(shù)學(xué)仿真模塊應(yīng)具備星座仿真、大氣傳播建模、用戶軌跡仿真、天線建模仿真、多徑仿真、外部星歷注入、特殊事件仿真等功能，同時(shí)能夠根據(jù)用戶測試需求對(duì)仿真參數(shù)進(jìn)行配置。具體包括：a)星座仿真：應(yīng)能完成BDS、GPS、GLONASS、Galileo導(dǎo)航衛(wèi)星星座及其混合星座的仿真。b)大氣傳播仿真：應(yīng)能針對(duì)載體完成電離層延遲仿真和對(duì)流層延遲仿真。c)用戶軌跡仿真：應(yīng)能模擬靜態(tài)、動(dòng)態(tài)載體的運(yùn)動(dòng)特性，仿真生成用戶運(yùn)動(dòng)軌跡，支持外部軌跡注入仿真。d)天線建模仿真：可具備用戶終端天線方向圖的建模仿真功能。e)多徑仿真：宜具備多徑仿真功能，多徑信號(hào)的時(shí)延和衰減可設(shè)置f)外部星歷注入：可支持按外部輸入的星歷進(jìn)行數(shù)學(xué)仿真。g)特殊事件仿真：可支持包括閏秒調(diào)整、衛(wèi)星故障、衛(wèi)星偽距跳變、信號(hào)功率跳變等異常仿6.2.4評(píng)測軟件功能GNSS信號(hào)模擬器應(yīng)具備終端性能測試評(píng)估軟件，可對(duì)被測接收機(jī)的定位、速度、靈敏度、首次定位時(shí)間、位置更新率等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估或后處理評(píng)估。6.2.5仿真控制軟件功能GNSS信號(hào)模擬器應(yīng)具備控制軟件，可對(duì)模擬器輸出進(jìn)行信號(hào)中斷、信號(hào)恢復(fù)、開關(guān)每一個(gè)可見星信號(hào)、調(diào)制方式選擇和功率控制等。支持接收機(jī)；可仿真載體旋轉(zhuǎn)；可仿真某顆衛(wèi)星出現(xiàn)異常偽距，以測試接收機(jī)的自主完好性功能；支持外部軌跡注入；可輸出高動(dòng)態(tài)場景下接收機(jī)所需的慣導(dǎo)輔助信息。6.2.6顯示功能GNSS信號(hào)模擬器應(yīng)具備液晶顯示屏，可顯示衛(wèi)星號(hào)、通道號(hào)、仿真時(shí)間、多普勒、偽距、衛(wèi)星T/ZKJXX×××××—××××4功率、載體位置、載體速度等信息。6.2.7斷電保護(hù)功能GNSS信號(hào)模擬器應(yīng)有斷電保護(hù)功能，當(dāng)GNSS信號(hào)模擬器斷電，應(yīng)自動(dòng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。6.3性能要求6.3.1射頻信號(hào)載波頻率偏差射頻信號(hào)載波頻率偏差：≤10Hz。6.3.2功率控制6.3.2.1功率范圍功率范圍最大：不少于（-60～-20）dBm；功率范圍最?。翰簧儆冢?170～-70）dBm。6.3.2.2功率分辨力6.3.2.3功率偏差功率偏差：不超過±1dB。6.3.3動(dòng)態(tài)范圍6.3.3.1速度動(dòng)態(tài)范圍速度動(dòng)態(tài)范圍：不少于±36000m/s。6.3.3.2加速度動(dòng)態(tài)范圍加速度動(dòng)態(tài)范圍：不少于±1500m/s2。6.3.3.3加加速度動(dòng)態(tài)范圍加加速度動(dòng)態(tài)范圍：不少于±3000m/s3。6.3.4誤差控制6.3.4.16.3.4.2偽距率分辨力偽距率分辨力：≤0.005m/s。6.3.4.3內(nèi)部通道延遲6.3.5頻譜純度6.3.5.1諧波抑制諧波抑制：不低于（-60～-20）dBc6.3.5.2非諧波抑制非諧波抑制：不低于（-60～-30）dBc6.3.5.3相位噪聲不同頻偏的相位噪聲不高于如下指標(biāo)：——（-90～-60）dBc/Hz（頻偏10Hz——（-100～-65）dBc/Hz（頻偏100Hz——（-110～-70）dBc/Hz（頻偏1kHz——（-120～-80）dBc/Hz（頻偏10kHz——（-130～-85）dBc/Hz（頻偏100kHz）。6.3.6內(nèi)部時(shí)基頻率準(zhǔn)確度和1s頻率穩(wěn)定度頻率準(zhǔn)確度：≤1×10-10；頻率準(zhǔn)確度：≤5×10-11/s。6.3.7誤差矢量幅度誤差矢量幅度：不超過2%～20%。GNSS信號(hào)模擬器應(yīng)能承受1min的極性反接試驗(yàn)和1min的電源過電壓試驗(yàn)；電源特性：交流T/ZKJXX×××××—××××56.3.9電磁兼容性要求6.3.9.1電磁騷擾特性設(shè)備工作時(shí)的電磁騷擾發(fā)射測試應(yīng)符合GB4824-2013《工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)（ISM）射頻設(shè)備電磁騷擾特性的測量方法和限值》中1組A類設(shè)備電磁騷擾限值得要求。限值見下表：頻率范圍（MHz）準(zhǔn)峰值限值（dBμV）平均值限值（dBμV）0.15～0.500.50～5.005.00～30頻率范圍（MHz）準(zhǔn)峰值限值（dBμV/m）30～230230～10006.3.9.2靜電放電抗擾度依據(jù)GBT17626.2-2016《電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗(yàn)》的要求進(jìn)行靜電放電抗擾度試驗(yàn)，試驗(yàn)等級(jí)為3級(jí)。GNSS信號(hào)模擬器試驗(yàn)中及試驗(yàn)后不應(yīng)出現(xiàn)故障，各項(xiàng)功能應(yīng)正常，儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)不應(yīng)丟失或發(fā)生變化。6.3.9.3射頻電磁場輻射抗擾度依據(jù)GB17626.3-2016《電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)》的要求進(jìn)行射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)，試驗(yàn)等級(jí)為3級(jí)，頻率為80MHz～1000MHz，場強(qiáng)10V/m。試驗(yàn)中及試驗(yàn)后GNSS信號(hào)模擬器不應(yīng)出現(xiàn)故障，各項(xiàng)功能應(yīng)正常，儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)不應(yīng)丟失或發(fā)生變化。6.4環(huán)境要求環(huán)境要求如下：——工作溫度：不少于0℃~+50℃;——存儲(chǔ)溫度：不少于-30℃~+70℃;——相對(duì)濕度：≤75%（23℃);——運(yùn)輸環(huán)境要求：滿足三級(jí)公路運(yùn)輸要求。6.5接口要求接口至少具備如下要求：——外時(shí)鐘輸入：BNCFemale，10MHz；——內(nèi)時(shí)鐘輸出：BNCFemale，10.23MHz；——秒脈沖輸出：BNCFemale，1PPS；——同步觸發(fā)輸入/輸出：BNCFemale；——外部控制端口：以太網(wǎng)口。7.1機(jī)械安全T/ZKJXX×××××—××××6在承受振動(dòng)試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)等機(jī)械環(huán)境試驗(yàn)后，應(yīng)無永久性結(jié)構(gòu)變形，無零部件損壞，無電氣故障，無緊固部件松脫現(xiàn)象，無插頭、通信接口等接插器脫落或接觸不良現(xiàn)象，其各項(xiàng)功能等應(yīng)保持正常，無試驗(yàn)前存儲(chǔ)的信息丟失現(xiàn)象。7.2信息安全要求設(shè)備應(yīng)具備對(duì)使用過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的能力，具有防止數(shù)據(jù)泄露給非授權(quán)用戶、實(shí)體或過程，或供其利用的特性。應(yīng)具備測試結(jié)果數(shù)據(jù)未經(jīng)授權(quán)不能進(jìn)行改變的特性。8.1環(huán)境條件環(huán)境溫度在（23±5）℃內(nèi)任選一點(diǎn)，溫度變化不超過±2℃;環(huán)境相對(duì)濕度≤80%。8.2外觀及工作正常性檢查GNSS信號(hào)模擬器外觀應(yīng)符合4.2要求，各項(xiàng)標(biāo)識(shí)清晰完整，輸入輸出插座牢靠，按鍵及旋鈕能正常動(dòng)作并接觸良好。模擬器通電后狀態(tài)正常，顯示器能正常顯示。達(dá)到規(guī)定預(yù)熱時(shí)間后各輸出端有相應(yīng)信號(hào)輸出，各項(xiàng)功能檢查正常。8.3射頻信號(hào)載波頻率偏差利用低噪聲放大器將模擬器輸出小信號(hào)放大至微波頻率計(jì)的通道靈敏度（-10dB）以上，使用微波頻率計(jì)對(duì)射頻信號(hào)載波頻率進(jìn)行測量，如圖2所示。按照J(rèn)JF1471-2014中7.2.2的方法測得射頻信號(hào)載波頻率偏差。8.4功率控制8.4.1功率范圍根據(jù)模擬器輸出信號(hào)功率范圍指標(biāo)，設(shè)置信號(hào)最大和最小功率，利用功率計(jì)或測量接收機(jī)進(jìn)行測量、記錄，如圖3所示。按照J(rèn)JF1471-2014中7.2.3.1的方法得T/ZKJXX×××××—××××78.4.2功率分辨力利用功率計(jì)或測量接收機(jī)測量、記錄模擬器初始信號(hào)功率和根據(jù)功率分辨力指標(biāo)改變的信號(hào)功8.4.3功率偏差在模擬器輸出功率范圍內(nèi)，利用功率計(jì)或測量接收機(jī)測量至少5個(gè)功率點(diǎn)，按照J(rèn)JF1471-20148.5動(dòng)態(tài)特性8.5.1速度設(shè)置載體徑向初始速度為0m/s，記錄載波頻率值，改變載體速度值并使速度恒定，記錄載波頻率值，基于多普勒頻移原理，按公式（1）計(jì)算實(shí)際速度值。在速度范圍內(nèi)選取3-5個(gè)點(diǎn)，重復(fù)測量速度值。8.5.2加速度設(shè)置載體徑向初始速度為0m/s，記錄載波頻率值，設(shè)置載體按一定加速度勻加速t秒，加速結(jié)束后速度保持恒定，記錄載波頻率值，基于多普勒頻移原理，按公式（2）計(jì)算實(shí)際加速度值。在加速度范圍內(nèi)選取3-5個(gè)點(diǎn)，重復(fù)測量加速度值。8.5.3加加速度設(shè)置載體徑向初始速度為0m/s，記錄載波頻率值，設(shè)置載體按一定加加速度運(yùn)行t秒，運(yùn)行結(jié)束后速度保持恒定，記錄載波頻率值，基于多普勒頻移原理，按公式（3）計(jì)算實(shí)際加加速度值。在加加速度范圍內(nèi)選取3-5個(gè)點(diǎn)，重復(fù)測量加加速度值。2Δfct2f08.6誤差控制8.6.1偽距分辨力如圖4所示，實(shí)時(shí)采集高速數(shù)字示波器上1PPS信號(hào)與射頻載波信號(hào)過零點(diǎn)的相位差，根據(jù)模擬器偽距分辨力指標(biāo)改變模擬器徑向距離并采集高速數(shù)字示波器上1PPS信號(hào)與射頻載波信號(hào)過零點(diǎn)的相位差，按照J(rèn)JF1471-2014中7.T/ZKJXX×××××—××××88.6.2偽距率分辨力實(shí)時(shí)采集高速數(shù)字示波器上1PPS信號(hào)與射頻載波信號(hào)過零點(diǎn)的相位差，并采集徑向速度改變規(guī)定時(shí)間后恢復(fù)為0m/s后的相位差，以及根據(jù)模擬器偽距率分辨力指標(biāo)改變徑向速度規(guī)定時(shí)間后恢復(fù)為0m/s后的相位差，按照J(rèn)JF1471-20148.6.3內(nèi)部通道延遲觀察或?qū)崟r(shí)采集計(jì)算高速數(shù)字示波器上1PPS信號(hào)與射頻載波調(diào)制信號(hào)擴(kuò)頻碼相位翻轉(zhuǎn)點(diǎn)的時(shí)延8.7頻譜純度8.7.1諧波抑制利用（實(shí)時(shí)）頻譜分析儀對(duì)模擬器輸出信號(hào)進(jìn)行分析，讀取相應(yīng)載頻功率及其二次和三次諧波頻8.7.2非諧波抑制利用（實(shí)時(shí)）頻譜分析儀對(duì)模擬器輸出信號(hào)進(jìn)行分析，讀取相應(yīng)頻帶內(nèi)（頻偏參考技術(shù)說明書）雜波（非諧波）功率，按照J(rèn)JF1471-2014中7.2.6.2的方法測得非諧波抑制。8.7.3相位噪聲按照J(rèn)JF1471-2014中7.2.6.3的方法，利用相位噪聲測量系統(tǒng)對(duì)模擬器輸出信號(hào)進(jìn)行分析，讀取相應(yīng)頻點(diǎn)處的相位噪聲，如圖6所示。8.8內(nèi)部時(shí)基頻率準(zhǔn)確度和1s頻率穩(wěn)定度按照圖7連接，取樣時(shí)間100s，測量相對(duì)頻率偏差，其絕對(duì)值作為頻率準(zhǔn)確度；取樣時(shí)間1s和取樣組數(shù)100，讀取阿倫標(biāo)準(zhǔn)偏差值作為1s頻率穩(wěn)定度。T/ZKJXX×××××—××××98.9誤差矢量幅度按照J(rèn)JF1471-2014中7.2.8的方法，利用矢量信號(hào)分析儀測量誤差矢量幅度，具體連接如圖89驗(yàn)收方法9.1環(huán)境條件驗(yàn)收時(shí)環(huán)境溫度范圍為（20±10）℃,環(huán)境相對(duì)濕度≤80%。9.2檢驗(yàn)規(guī)則檢驗(yàn)有出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。凡遇下列情況之一者，應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn)：——新產(chǎn)品完成；——設(shè)計(jì)、材料或工藝上的變更足以引起某些性能發(fā)生變化；——出廠檢驗(yàn)的結(jié)果與以前進(jìn)行的型式檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)生不可容許的偏差；——定期質(zhì)量抽查檢驗(yàn)。檢驗(yàn)的樣品有送檢樣品