《北斗卫星导航系统信号模拟器性能要求及测试方法GBT 39413-2020》详细解读

《北斗卫星导航系统信号模拟器性能要求及测试方法GB/T39413-2020》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义、缩略语3.1术语和定义3.2缩略语4概述5要求5.1功能要求contents目录5.2性能要求6测试条件6.1测试环境6.2测试设备6.3测试模式7测试方法7.1功能测试7.2性能测试contents目录附录A(资料性附录)各卫星导航系统信号频点、中心频率、码速率附录B(规范性附录)导航信号模拟器测试场景要求附录C(资料性附录)存储数据文件内容、格式说明附录D(资料性附录)射频仿真信号动态范围性能指标的测试计算方法参考文献011范围适用对象本标准规定了北斗卫星导航系统信号模拟器的性能要求和测试方法。适用于生产、研制、质检和使用北斗卫星导航系统信号模拟器的单位和个人。123北斗卫星导航系统信号模拟器的功能性能要求。北斗卫星导航系统信号模拟器的测试环境条件。北斗卫星导航系统信号模拟器的测试项目和测试步骤。涉及内容不包含内容本标准不涉及模拟器以外的其他北斗卫星导航系统设备的性能要求和测试方法。本标准不包含对模拟器软件的具体测试要求和方法。引用和参考了国内外相关的卫星导航系统技术标准和规范。与其他相关标准和规范共同构成了北斗卫星导航系统技术标准体系。关联标准022规范性引用文件主要引用文件JJF1188-2008这是《无线电计量名词术语及定义》，它提供了无线电计量相关的名词和术语定义，有助于准确理解和描述信号模拟器的性能测试中的相关参数和概念。JJF1471-2014该文件是《全球卫星导航系统(GNSS)信号模拟器校准规范》，它为全球卫星导航系统信号模拟器的校准提供了规范，包括北斗卫星导航系统，从而确保模拟器的准确性和可靠性。GB/T39267-2020该文件为《北斗卫星导航术语》，它定义了北斗卫星导航系统中使用的专业术语，为理解和解释信号模拟器性能要求及测试方法提供了标准化的语言基础。030201引用文件的重要性01通过引用规范性文件，可以确保在技术文档中使用统一和准确的术语，避免歧义和误解。这些文件为制定和测试北斗卫星导航系统信号模拟器的性能提供了技术依据和标准，确保模拟器的性能符合预期要求。通过遵循这些规范性文件，可以确保不同厂家开发的北斗卫星导航系统信号模拟器具有一定的兼容性和互操作性，便于系统的集成和应用。0203标准化语言技术依据兼容性与互操作性033术语和定义、缩略语术语和定义北斗卫星导航系统信号模拟器01能够模拟北斗卫星导航系统卫星信号的设备，用于测试接收机性能。信号质量02模拟器输出的卫星信号的准确性和稳定性，包括信号强度、信噪比、多普勒频移等参数。场景模拟03通过设定模拟器参数，模拟出不同的卫星信号接收环境和场景，如城市峡谷、山区、隧道等。多径效应04指卫星信号在传播过程中遇到障碍物反射、折射或散射，造成信号传播路径多样化，对接收机定位精度产生影响。北斗卫星导航系统（BeidouNavigationSatelliteSystem）的缩写。射频（RadioFrequency），表示模拟器输出的卫星信号频率。信噪比（Signal-to-NoiseRatio），表示信号的强度与噪声强度的比值。位置精度稀释度（PositionDilutionofPrecision），表示卫星几何分布对定位精度的影响程度。缩略语BDSRFSNRPDOP043.1术语和定义北斗卫星导航系统信号模拟器是一种能够模拟北斗卫星导航系统信号的设备，用于为相关用户终端的研制、设计、生产和验收测试提供仿真环境。定义模拟器能够生成与北斗卫星导航系统实际信号相似的模拟信号，包括伪距、载波相位、多普勒频移等关键参数，以支持用户终端的性能测试和评估。功能3.1.1北斗卫星导航系统信号模拟器3.1.2性能要求准确性模拟器生成的信号应准确反映北斗卫星导航系统的实际信号特征，包括信号频率、调制方式、码速率等。动态范围模拟器应具备足够的动态范围，以模拟不同场景下的信号变化，包括信号强度、多径效应等。稳定性模拟器应能够在长时间运行过程中保持信号的稳定性，以确保测试结果的可靠性和一致性。可重复性模拟器应能够重复生成相同的信号环境，以支持多次测试和验证。功能测试验证模拟器是否具备所需的功能，如信号生成、参数设置、数据记录等。性能测试场景测试3.1.3测试方法通过对比模拟器生成的信号与实际信号的差异，评估模拟器的性能是否满足要求，包括信号的准确性、稳定性、可重复性等指标。针对不同的应用场景，设置相应的测试条件和参数，验证模拟器在不同场景下的性能表现。这些场景可能包括开阔地、城市峡谷、隧道等典型环境。053.2缩略语北斗卫星导航系统（BeiDouSatelliteNavigationSystem）含义应用领域特点航空航天、军事导航、民用定位等全球覆盖、高精度定位、多模式融合等BDS全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem）含义包括GPS、GLONASS、Galileo、BDS等多个卫星导航系统组成提供全球范围内的定位、导航和授时服务功能GNSS010203在无线通信中，RF信号用于传输信息作用高频、易受干扰、需合理设计电路以确保信号质量特点射频（RadioFrequency）含义RF含义中频（IntermediateFrequency）作用在信号处理中，IF作为过渡频率，便于信号的放大、滤波和解调等操作应用广泛应用于通信、雷达、广播电视等领域IF064概述4.1性能和功能模拟器应具备高精度的时间同步功能，以确保模拟信号的准确性和稳定性。模拟器应支持多场景模拟，包括静态、动态以及特定轨迹等模式。模拟器还应具备干扰信号模拟功能，以测试接收机的抗干扰能力。信号模拟器应能模拟北斗卫星导航系统的各类信号，包括但不限于B1、B2、B3等频段的信号。010203信号模拟器应采用模块化设计，方便维护和升级。设备外观应整洁美观，操作界面应简洁易懂，便于用户使用。应具备完善的指示灯和显示屏，以实时显示设备的工作状态和参数信息。4.2结构和外观信号模拟器应具备过流、过压、过热等保护功能，以确保设备的安全运行。设备应经过严格的环境适应性测试，包括高温、低温、湿热等恶劣环境下的性能测试。模拟器应具有高可靠性设计，确保长时间稳定运行，减少故障率。4.3安全性和可靠性0102034.4电磁兼容性0302信号模拟器应符合国家相关电磁兼容性标准，以减少对周边电子设备的干扰。01在进行电磁兼容性测试时，应确保模拟器能够正常工作，且性能指标不受明显影响。设备应采取有效的屏蔽措施，以降低自身对外界的电磁干扰。075要求模拟器应能够模拟北斗卫星导航系统信号，包括但不限于B1、B2、B3等频点的信号。模拟器应支持多路径效应、电离层延迟、对流层延迟等模拟功能，以更真实地模拟实际导航环境。模拟器应具备产生多种类型的北斗卫星信号的能力，如公开服务信号、授权服务信号等。5.1功能要求5.2性能要求模拟器的信号精度应满足一定标准，以确保测试结果的准确性和可靠性。01模拟器应具备高稳定性和可靠性，能够长时间连续工作而不出现故障。02模拟器的动态范围应足够大，以覆盖各种实际应用场景中的信号强度变化。035.2性能要求010203模拟器应支持多种测试模式，包括静态测试、动态测试等，以满足不同测试需求。此外，对于模拟器的性能要求还应包括信号输出的稳定性、可重复性以及对外部干扰的抵抗能力等。这些要求都是为了确保模拟器能够提供准确、可靠的测试环境，从而帮助用户更好地评估北斗卫星导航系统的性能和定位精度。请注意，以上内容仅为对《北斗卫星导航系统信号模拟器性能要求及测试方法GB/T39413-2020》中“要求”部分的简要解读，具体细节和更多信息请参考官方发布的标准文档。085.1功能要求接口兼容性模拟器应提供标准的接口，以便与各种测试设备连接，并能输出稳定的信号供测试使用。信号生成能力模拟器应能生成符合北斗卫星导航系统信号规范的信号，包括各种导航信号、星历、时钟等信息。多场景模拟模拟器应具备在不同场景下模拟北斗卫星导航系统信号的能力，如城市峡谷、山区、水面等环境，以测试接收设备在不同环境下的性能。动态模拟模拟器应能模拟卫星的运动轨迹和信号变化，包括卫星的升降、信号的强弱变化等，以更真实地模拟实际使用环境。北斗卫星导航系统信号模拟器的功能要求主要包括以下几点095.2性能要求5.2.1频率准确度模拟器输出的信号频率应准确，其误差应在规定的范围内，以确保接收设备能够正确解码和使用信号。频率稳定度也是一项重要指标，它反映了模拟器在长时间运行过程中频率的稳定性。5.2.2信号质量信号质量包括信号的纯度、动态范围和噪声水平等。模拟器应能产生高质量的信号，以模拟真实的北斗卫星导航信号环境。信号的动态范围应足够大，以覆盖各种实际应用场景中的信号强度变化。模拟器应能准确模拟信号的时延，包括传播时延和处理时延，以便测试接收设备的性能。多普勒效应的模拟也是必要的，以测试接收设备在不同速度下的性能表现。5.2.3信号时延与多普勒效应模拟模拟器应能与各种型号的北斗卫星导航接收设备兼容，确保测试结果的准确性和可靠性。这些性能要求确保了北斗卫星导航系统信号模拟器的实用性和可靠性，为相关设备的研发、生产和验收测试提供了明确的指导和标准。通过遵循这些要求，可以确保模拟器输出的信号质量高、准确度高，从而有效提高北斗卫星导航系统的应用效果和用户体验。同时，模拟器还应支持与其他卫星导航系统的互操作性测试，以满足多系统融合的需求。5.2.4兼容性与互操作性106测试条件通常要求在一定的温度范围内进行测试，以确保模拟器的稳定性和可靠性。温度范围适宜的湿度条件也是保证模拟器正常运行的重要因素。湿度范围测试环境中应尽量减少电磁干扰，以保证测试结果的准确性。电磁环境6.1测试环境信号模拟器应满足北斗卫星导航系统信号模拟的需求，具备产生各种北斗信号的能力。测试仪器包括频谱分析仪、功率计等，用于测量和分析模拟器的输出信号。辅助设备如计算机、相关软件等，用于控制模拟器、记录和分析测试数据。0302016.2测试设备在固定位置对模拟器进行测试，主要验证模拟器在静止状态下的性能。静态测试通过模拟动态环境（如车辆行驶中的信号接收情况）来测试模拟器的性能。动态测试针对特定应用场景（如高山、峡谷等）进行测试，以验证模拟器在各种极端条件下的性能表现。特殊场景测试6.3测试模式116.1测试环境电磁环境测试期间，气候条件应稳定，避免大风、雨雪等恶劣天气对测试结果产生影响。气候条件地形条件测试场地应平坦开阔，无高大建筑物或山体遮挡，以保证信号的传输质量。测试场地应远离强电磁干扰源，如高压线、无线电发射塔等，以确保测试结果的准确性。测试场地要求接收设备应使用与模拟器兼容的北斗卫星导航接收机，以确保信号的准确接收和处理。测试仪器应使用高精度的测试仪器，如频谱分析仪、信号发生器等，以准确测量和评估模拟器的性能指标。模拟器应使用符合标准要求的北斗卫星导航系统信号模拟器，能够模拟真实的卫星信号环境。测试设备要求专业知识测试人员应具备相关的专业知识，熟悉北斗卫星导航系统的原理和技术规范。测试人员要求操作技能测试人员应熟练掌握测试仪器的使用方法，能够准确地进行测试操作和数据记录。责任心测试人员应具备高度的责任心，确保测试结果的客观性和准确性。设备安全测试前应检查设备的安全性能，确保设备在测试过程中不会发生故障或损坏。人员安全测试期间，应确保测试人员的安全，避免发生意外事故。数据安全测试数据应及时备份和保存，以防数据丢失或损坏。同时，应采取加密措施保护数据的安全性。安全保障措施126.2测试设备信号发生器用于生成北斗卫星导航系统信号，模拟卫星发射的信号。信号接收器用于接收模拟的北斗卫星导航系统信号，验证信号的准确性和性能。频谱分析仪用于分析模拟信号的频谱特性，包括信号频率、功率等参数。时间频率计量设备用于测试模拟信号的稳定性和时间精度。6.2.1设备类型6.2.2设备性能要求高精度测试设备应具备高精度的信号生成和接收能力，以确保测试结果的准确性。01020304高稳定性测试设备应具有良好的稳定性，能够在长时间测试过程中保持性能稳定。可编程性信号发生器和接收器应具备可编程功能，能够根据需要生成和接收不同场景下的北斗卫星导航系统信号。多通道支持测试设备应支持多通道信号生成和接收，以模拟实际环境中多个卫星信号的叠加和干扰情况。定期校准为确保测试结果的可靠性，测试设备应定期进行校准，确保其性能指标符合要求。01.6.2.3设备校准与验证校准方法校准过程应遵循相关标准和规范，采用合适的校准方法和工具进行。02.验证流程在测试前，应对测试设备进行验证，确保其能够正常工作并满足测试需求。验证流程包括设备自检、互检以及与标准设备的比对等步骤。03.日常维护定期对测试设备进行清洁、检查和紧固等维护工作，确保其正常运行。故障排查当测试设备出现故障时，应及时进行排查和维修，避免影响测试进度和结果。保养计划根据设备的使用情况和维护需求，制定合理的保养计划，并按照计划进行实施。保养内容包括更换易损件、润滑部件以及进行必要的性能测试等。6.2.4设备维护与保养010203136.3测试模式在《北斗卫星导航系统信号模拟器性能要求及测试方法GB/T39413-2020》中，关于测试模式的规定是至关重要的，因为它确保了模拟器的性能能够在不同场景下得到准确评估。测试模式主要分为以下几种6.3测试模式1.标准测试模式6.3测试模式此模式用于验证信号模拟器的基本性能和功能，确保其符合北斗卫星导航系统的标准要求。在该模式下，将对模拟器的信号生成、传输、接收等全过程进行测试，以评估其准确性和稳定性。2.特殊测试模式针对特定场景或需求设计的测试模式，如高动态环境、弱信号环境等。这些模式旨在模拟真实世界中的复杂情况，以检验模拟器在极端条件下的性能表现。6.3测试模式0102036.3测试模式3.用户自定义模式01允许用户根据实际需求自定义测试参数和场景，提供更加灵活的测试方案。02这对于研究特定应用或解决特定问题非常有用，如测试新型接收机的性能等。034.兼容性测试模式这些测试模式共同构成了对北斗卫星导航系统信号模拟器的全面评估体系，确保其性能达到预定标准，为实际应用提供有力支持。该模式有助于确保模拟器能够在多系统环境下正常工作，提高其实用性和可靠性。用于测试模拟器与其他导航系统的兼容性，如GPS、GLONASS等。6.3测试模式01020304147测试方法信号生成功能测试验证模拟器是否能够准确生成北斗卫星导航系统各频点的信号，包括但不限于B1、B2、B3等频段的信号。信号模拟功能测试检查模拟器是否能模拟北斗卫星在不同轨道位置、不同时间下的信号状态，以及是否能模拟多颗卫星的信号。场景模拟功能测试验证模拟器是否能根据预设场景，如静态、动态等，模拟出相应的信号变化。0203017.1功能测试7.2性能测试通过对比模拟器生成的信号与实际卫星信号的差异，评估模拟器的信号精度是否满足要求。信号精度测试在连续工作状态下，监测模拟器生成的信号是否稳定，是否存在明显的波动或中断。信号稳定性测试验证模拟器是否能实时响应外部输入的变化，如用户位置、时间等，并立即调整生成的信号状态。实时性测试测试模拟器在模拟不同动态范围下的信号性能，以确保其能够覆盖实际应用中可能遇到的信号强度变化范围。动态范围测试02040103157.1功能测试信号生成功能测试验证模拟器是否能够正确生成北斗卫星导航系统的各种信号，包括但不仅限于B1、B2、B3等频点的信号。检查生成的信号是否符合北斗卫星导航系统的标准规范，如信号的调制方式、编码方式等。测试模拟器是否能够模拟北斗卫星在不同轨道位置、不同时间下的信号状态。验证模拟器在模拟多路径效应、电离层延迟等复杂环境下的性能。信号模拟功能测试实时性测试评估模拟器在实时模式下的性能，包括信号生成的实时性和准确性。检查模拟器是否能够及时响应外部控制指令，如调整信号参数、切换工作模式等。““兼容性测试010203验证模拟器与其他北斗卫星导航系统设备的兼容性，如接收机、天线等。测试模拟器在不同硬件和软件环境下的稳定性和可靠性。通过全面的功能测试，可以确保北斗卫星导航系统信号模拟器的性能符合设计要求，为后续的性能测试和验收测试提供基础保障。这些测试不仅有助于提升模拟器的质量，还能为北斗卫星导航系统的研发和应用提供有力支持。167.2性能测试1.信号质量测试这一测试主要评估模拟器生成的信号质量，包括信号的稳定性、精度和可靠性。测试人员会检查信号的误差、噪声水平以及信号强度的变化，以确保模拟器输出的信号与实际北斗卫星导航系统信号一致。2.动态性能测试该测试旨在评估模拟器在不同动态环境下的性能表现。通过模拟各种运动状态和场景，如高速移动、转弯、爬升和俯冲等，来检验模拟器在这些复杂情况下的性能。7.2性能测试VS多路径效应是卫星导航中的一个重要问题，它可能导致定位误差。因此，性能测试中还包括对模拟器抵抗多路径效应能力的评估，以确保模拟器在各种环境下都能提供准确的定位信息。4.兼容性测试为了验证模拟器与不同接收设备的兼容性，性能测试中还会进行兼容性测试。这包括与各种型号、品牌和功能的接收设备进行连接和通信测试，以确保模拟器能够广泛适用于不同的应用场景。3.多路径效应测试7.2性能测试17附录A(资料性附录)各卫星导航系统信号频点、中心频率、码速率该频点是北斗卫星导航系统的主要频点之一，用于提供公开的导航服务。B1频点此频点主要用于军事和授权用户，提供更高精度的定位服务。B2频点这是一个新增的频点，旨在提高系统的抗干扰能力和定位精度。B3频点北斗卫星导航系统信号频点010203中心频率各个频点均有其对应的中心频率，这些频率是信号传输的核心参数，确保了信号的稳定传输和接收。中心频率的选择考虑了信号的传播特性、抗干扰能力以及接收机的设计要求。北斗卫星导航系统的码速率是指信号中伪随机噪声码的传输速率。不同的频点可能具有不同的码速率，以适应不同的应用场景和需求。码速率的选择直接影响到信号的传输效率和定位精度。在《北斗卫星导航系统信号模拟器性能要求及测试方法GB/T39413-2020》中，附录A详细列出了各卫星导航系统信号的频点、中心频率和码速率，这些信息对于设计和使用北斗卫星导航系统信号模拟器至关重要。它们不仅帮助研发人员准确模拟出北斗卫星导航系统的信号特征，还为接收机的设计和测试提供了重要参考。通过了解这些参数，我们可以更好地理解和应用北斗卫星导航系统，在实际应用中发挥其最大效用。码速率18附录B(规范性附录)导航信号模拟器测试场景要求测试场景设定静态场景模拟器应能够模拟北斗卫星导航系统在静态环境下的信号，包括无遮挡、固定遮挡和多路径效应等情况。动态场景复杂环境场景模拟器需具备模拟动态环境中北斗卫星导航系统信号的能力，如车载、船载、飞行器等移动平台上的信号接收情况。应能模拟城市峡谷、山区、水域等复杂地形地貌以及多种干扰因素（如电磁干扰、大气干扰）下的信号状况。动态参数在动态场景中，应能设置移动平台的轨迹、速度、加速度等参数，以模拟实际运动状态对信号接收的影响。信号参数包括卫星数量、信号功率、频率、调制方式等，应可根据测试需求进行灵活配置。环境参数涉及地形高度、建筑物分布、植被覆盖等环境因素，以及这些因素对信号传播的影响。测试场景参数配置通过与实际北斗卫星导航系统信号接收情况的对比，验证模拟器在各类测试场景下的信号模拟准确性。准确性验证评估模拟器在不同测试场景下的性能表现，包括信号稳定性、实时性、可用性等关键指标。性能评估验证模拟器与不同型号、不同厂家的北斗卫星导航接收设备的兼容性，确保广泛适用性。兼容性测试测试场景验证与评估19附录C(资料性附录)存储数据文件内容、格式说明存储数据文件内容导航信号数据包括伪距、载波相位、多普勒频移等原始观测数据，这些数据是模拟器生成导航信号的基础。卫星星历数据提供卫星的位置和速度信息，用于模拟卫星的运动轨迹。大气延迟参数如电离层延迟、对流层延迟等，这些参数影响导航信号的传播路径和时间。用户设置参数包括用户位置、时间、接收机类型等，用于定制化的模拟导航信号。时间戳格式记录数据的时间戳通常采用UTC时间或GPS时间，精确到秒或毫秒级。文件命名规则文件名通常包含时间、地点、数据类型等信息，以便用户识别和管理。数据