楊靖寶

（91404部隊(duì)92分隊(duì)，河北 秦皇島）

0 引 言

隨著北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的陸續(xù)發(fā)射，導(dǎo)航設(shè)備功能逐步在完善，該設(shè)備的試驗(yàn)場檢驗(yàn)與鑒定一直是空白。該設(shè)備衛(wèi)星導(dǎo)航用戶裝備性能測試和評(píng)估方法研究主要用于對(duì)該設(shè)備用戶接收設(shè)備的性能指標(biāo)進(jìn)行測試并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。確定北斗導(dǎo)航設(shè)備系統(tǒng)地檢驗(yàn)與鑒定指標(biāo)內(nèi)容，提出了該設(shè)備衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的內(nèi)場與外場測試和評(píng)估方法，重點(diǎn)確定該設(shè)備衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)抗干擾測試與評(píng)估方法，為軍民兩用設(shè)備設(shè)計(jì)鑒定、定型提供鑒定標(biāo)準(zhǔn)和方法。

該設(shè)備其性能的好壞直接關(guān)系到導(dǎo)航戰(zhàn)勝負(fù)，接收終端設(shè)備的功能和性能指標(biāo)的好壞，直接影響該設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用性能，為檢驗(yàn)這些接收終端設(shè)備性能、指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求提供檢驗(yàn)方法和依據(jù)。

1 研究內(nèi)容和考核指標(biāo)［1－3］

該設(shè)備定位原理同GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)類似，定位方式從一代的有源過渡到無源，定位精度可與GPS定位精度媲美。

主要研究內(nèi)容：

1）確定檢驗(yàn)的戰(zhàn)技指標(biāo)；2）實(shí)驗(yàn)室檢測與評(píng)估方法研究；3）外場環(huán)境主要指標(biāo)、性能檢測、評(píng)估方法研究；4）外場復(fù)雜電磁環(huán)境下抗干擾檢測和評(píng)估方法研究。

通過以上內(nèi)容的研究能夠初步形成用戶設(shè)備測試方法和評(píng)估理論體系。

主要考核指標(biāo)：

1）定位精度評(píng)估；2）測速精度評(píng)估；3）靈敏度和首次定位時(shí)間評(píng)估；4）通道時(shí)延一致性評(píng)估；5）抗干擾檢測與評(píng)估方法可行性。

解決的關(guān)鍵問題有：實(shí)驗(yàn)室檢測環(huán)境生成方法；復(fù)雜電磁環(huán)境生成方法；衛(wèi)星模擬信號(hào)產(chǎn)生和控制；邊界條件的合理設(shè)定；定位精度評(píng)估方法。

2 初步構(gòu)想和可行性分析

初步構(gòu)想：實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)測試采用該型號(hào)信號(hào)模擬器產(chǎn)生衛(wèi)星模擬信號(hào)，用戶接收設(shè)備接收衛(wèi)星模擬信號(hào)，通過與設(shè)定參數(shù)比對(duì)檢測接收機(jī)性能。

衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)模擬器用于對(duì)各類接收終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星不在軌、室內(nèi)或臨界條件下的測試，或指定條件下的重復(fù)測試。衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)模擬器包括數(shù)學(xué)仿真分系統(tǒng)、射頻信號(hào)仿真分系統(tǒng)和測試評(píng)估分系統(tǒng)三部分。各分系統(tǒng)既相互獨(dú)立，又可有機(jī)地結(jié)合在一起。例如數(shù)學(xué)仿真分系統(tǒng)可以單獨(dú)運(yùn)行，為用戶提供有關(guān)衛(wèi)星運(yùn)行模型和用戶運(yùn)動(dòng)模型方面的信息，并以圖形方式顯示衛(wèi)星運(yùn)行軌跡，但大多數(shù)情況，各部分作為一個(gè)整體運(yùn)行，由數(shù)學(xué)仿真分系統(tǒng)產(chǎn)生導(dǎo)航電文和觀測數(shù)據(jù)，通過射頻信號(hào)仿真分系統(tǒng)生成帶有各類特征（延遲、多普勒、衰減等）的真實(shí)射頻信號(hào)，發(fā)送到接收終端設(shè)備，再由測試評(píng)估分系統(tǒng)收集終端設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，得到測試結(jié)果。實(shí)驗(yàn)室測試原理接線圖如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)室測試連接框圖

室外應(yīng)用環(huán)境測試時(shí)，設(shè)置各種復(fù)雜電磁環(huán)境、作戰(zhàn)環(huán)境，觀察記錄環(huán)境變化對(duì)接收機(jī)性能的影響。利用信號(hào)功分器將該設(shè)備及GPS共用天線信號(hào)分別輸入到該設(shè)備用戶機(jī)GPS接收機(jī)，以GPS接收參數(shù)為真值，考核該設(shè)備用戶機(jī)性能。室外測試原理圖如圖2所示。

圖2 室外測試原理圖

精度評(píng)估依據(jù)模擬及實(shí)測數(shù)據(jù)，根據(jù)評(píng)估原則，編寫評(píng)估處理程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶設(shè)備的評(píng)估。在對(duì)系統(tǒng)定位精度進(jìn)行評(píng)估和測試時(shí)，可通過大量監(jiān)測站（基準(zhǔn)站）利用監(jiān)測用戶機(jī)的多種偽距觀測值以及組合觀測值進(jìn)行各種類型的定位計(jì)算，并對(duì)定位精度進(jìn)行綜合評(píng)估來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)定位精度的評(píng)估是一個(gè)非常復(fù)雜的論題；涉及到不同的用戶機(jī)、不同的使用方式以及接收導(dǎo)航信號(hào)的復(fù)雜環(huán)境等因素，應(yīng)用特定的方法評(píng)估導(dǎo)航系統(tǒng)性能：將測量值和估計(jì)值結(jié)合起來，對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)的定位性能進(jìn)行長期評(píng)估。

本方法采用如下先進(jìn)技術(shù)：1）采用虛實(shí)結(jié)合方式；2）首次結(jié)合復(fù)雜電磁環(huán)境及作戰(zhàn)適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)估；填補(bǔ)試驗(yàn)場衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備檢驗(yàn)鑒定方法空白、為試驗(yàn)場鑒定提供理論依據(jù)。

可行性分析：國內(nèi)已成功研制GPS信號(hào)模擬設(shè)備，該設(shè)備系統(tǒng)工作方式與GPS基本一致，該型號(hào)的模擬器正在研制中；試驗(yàn)場可提供復(fù)雜的電磁環(huán)境，為導(dǎo)航設(shè)備抗干擾性能鑒定提供了環(huán)境基礎(chǔ)；國內(nèi)相關(guān)的評(píng)估模型皆可參考，為方法研究提供了理論依據(jù)，切實(shí)可行。

3 結(jié) 論

本方法的研究能夠?yàn)橛脩粼O(shè)備的性能測試與評(píng)估提供解決方案，填補(bǔ)試驗(yàn)場設(shè)備性能指標(biāo)檢測與評(píng)估空白，豐富試驗(yàn)場理論體系，為用戶機(jī)更好的裝配部隊(duì)及民用打下堅(jiān)實(shí)的檢驗(yàn)、鑒定基礎(chǔ)，具有重大的經(jīng)濟(jì)及軍事效益。

［1］ 李毓麟，過靜君，程鵬飛 ，等.CH 8016－1995全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）測量型接收機(jī)檢定規(guī)程［S］.國家測繪局，1995.

［2］ 徐 健，孫學(xué)武，胡 萍，等.GB／T15527－1995船用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）接收機(jī)通用技術(shù)條件［S］.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1995.

［3］ 全國水產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)漁業(yè)儀器分委會(huì).SC／T 7008－1996漁用全球衛(wèi)星導(dǎo)航儀（GPS）通用技術(shù)條件［S］.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996.