JJF 2349-2025 卫星导航干扰模拟源校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范5卫星导航干扰模拟源校准规范es5发布 5实施国家市场监督管理总局 发布5卫星导航干扰模拟源校准规范es

5归 口 单 位:全国卫星导航应用专用计量测试技术委员会主要起草单位:湖南省计量检测研究院北京市计量检测科学研究院参加起草单位:湖南卫导信息科技有限公司北京东方计量测试研究所包头市检验检测中心本规范委托全国卫星导航应用专用计量测试技术委员会负责解释本规范主要起草人:湖南省计量检测研究院)胡 浩湖南省计量检测研究院)许 原北京市计量检测科学研究院)参加起草人:张勇虎湖南卫导信息科技有限公司)苏 泽湖南省计量检测研究院)李 萌北京东方计量测试研究所李 霞包头市检验检测中心)目 录引言………………………

Ⅱ)1范围……………………2引用文件………………3术语和计量单位………………………4概述……………………5计量特性………………1射频信号…………2发射功率…………3频谱纯度…………4误差矢量幅度……………………5干扰特性…………

1)1)1)1)2)2)2)2)2)2)6S定时误差

…………………

2)6校准条件………………1环境条件…………2校准用设备………………………7校准项目和校准方法…………………1校准项目…………2校准方法…………8校准结果表达…………9复校时间间隔…………

2)2)3)4)4)4)))附录A 校准原始记录格附录B 校准证书内页格式

…………………………

))附录C 测量不确定度评定示

………

)Ⅰ引 言0国家计量校准规范编写规则1通用计量术语及定义》和2测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。本规范为首次发布。Ⅱ卫星导航干扰模拟源校准规范范围本规范适用于欺骗式全球导航卫星系统)卫星导航干扰模拟源的校准。引用文件本规范引用了下列文件:3全球导航卫星系统接收机时间测量型校准规范1全球导航卫星系统信号模拟器校准规范3北斗卫星导航系统信号模拟器性能要求及测试方法凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范凡不注日期的引用文件,其最新版本包括所有的修改单适用于本规范。术语和计量单位干扰初始化时间e卫星导航干扰模拟源从开机至完成采集星历、校时后,达到可仿真干扰信号状态所持续的时间。注:单位为。干扰生效时间e卫星导航干扰模拟源开始仿真干扰信号,到S导航接收机出现位置偏差所需要的时间。注:单位为。时间干扰误差rS接收机时间测量型)在被干扰状态下解算的时间偏差值,与卫星导航干扰模拟源设定的干扰时间值之差。注:单位为。概述欺骗式S卫星导航干扰模拟源以下简称卫星导航干扰模拟源)生成与真实导航信号相关的欺骗信号,并通过仿真的欺骗信号对卫星导航接收机进行干扰,用于改变卫星导航接收机解算的位置和时间信息的模拟源。卫星导航干扰模拟源主要由授时模块、时钟模块、信号生成模块和数学仿真和控制模块组成,原理如图1所示。其中时钟模块提供卫星导航干扰模拟源的时间频率基准,授时模块通过捕获真实导航信号获取当前时间和星历,数学仿真模块依据时间、星历和位置等信息进行计算并生成控制信号,由信号生成模块生成与当前时刻相关的导航干扰信号,并由干扰信号输出端口输出。1计量特性

图1卫星导航干扰模拟源原理图射频信号射频信号载波频率最大允许误差信号带宽:6。发射功率功率范围功率分辨力:优于;功率最大允许误差:频谱纯度谐波抑制~;

0;非谐波抑制~;相位噪声~z频偏0~z频偏0~z频偏~z频偏~z频偏。误差矢量幅度误差矢量幅度:0。干扰特性干扰初始化时间:

;干扰生效时间:;时间干扰误差:S定时误差: , S定时误差:: , 注 以上技术指标不做合格性判定 仅提供参考校准条件环境条件21环境温度℃。2相对湿度:0。3供电电源))。4其他:无影响仪器正常工作的电磁干扰及机械振动。校准用设备功率计频率范围06;功率范围:最小分辨力;最大允许误差:。测量接收机频率范围0z6;功率范围:~,最大允许误差:;,最大允许误差:。频谱分析仪频率范围0z6;功率范围:~,最大允许误差:;,最允许误差:。相位噪声测量系统频率范围06z;频偏范围11z;本底相位噪声:优于被校模拟源。计时装置

( 。测量不确定度优于时间间隔测量仪

k=2测量范围0;测量不确定度优于s。矢量信号分析仪频率范围06解调分析带宽0。S接收机时间测量型)内部延迟已校准,不确定度优于s。S导航接收机支持接收S卫星导航信号定位偏差定位精密度2。功分器频率16;

,可单频点定位解算;3驻波比:。合路器频率16驻波比:。参考时间频率源输出50S信号50z相对频率偏差:优于×0,稳定度应优于S信号不确定度应优于s。S导航模拟源支持模拟S导航信号;功率:输出范围~m带内功率最大允许误差:。伪距分辨力:5。校准项目和校准方法校准项目校准项目见表。表1校准项目表序号校准项目名称条款1射频信号12发射功率23频谱纯度34误差矢量幅度45干扰特性56S定时误差6校准方法射频信号射频信号载波频率仪器连接如图2所示。图2射频信号载波频率校准示意图4启动卫星导航干扰模拟源,初始化完成后选择待测导航系统和频点;设置卫星和载体均为静态,仿真单通道单颗卫星信号功率为m的单载波信号;使用频谱分析仪测量射频信号载波频率fm;根据卫星导航干扰模拟源输出射频信号载波频率标称值0及公式计算射频信号载波频率误差,作为射频信号载波频率误差校准值。 ()式中:

0m 1射频信号载波频率误差,;0射频信号载波频率标称值,;m射频信号载波频率测量值,。信号带宽仪器连接如图3所示。图3信号带宽校准示意图图4信号带宽示意图启动卫星导航干扰模拟源,初始化完成后选择待测导航系统和频点。设置卫星和载体均为静态,仿真单通道扩频信号,功率设定为。使用频谱分析仪记录输出信号完整曲线,如图4分别读取左右两侧功率最低时的频率R和L,按公式)计算w作为信号带宽校准值。式中:

wRL )w信号带宽,;5R中心频率右侧功率最小处频率,;L中心频率左侧功率最小处频率,。发射功率功率范围仪器连接如图5所示。图5发射功率校准示意图启动卫星导航干扰模拟源,初始化完成后选择待测导航系统和频点;设置卫星和载体均为静态,仿真单通道单载波信号;根据卫星导航干扰模拟源输出信号功率范围指标,设置信号最大功率和最小功率,利用功率计或测量接收机进行测量并记录,作为卫星导航干扰模拟源输出信号功率范围校准值。功率分辨力仪器连接如图5所示。启动卫星导航干扰模拟源,初始化完成后选择待测导航系统和频点;设置卫星和载体均为静态,仿真单通道单载波信号;在卫星导航干扰模拟源功率范围内,设置初始信号功率,利用功率计或测量接收机进行测量并记录,根据卫星导航干扰模拟源功率分辨力指标增加或减少信号功率,利用功率计或测量接收机进行测量并记录与原记录值相减差值作为功率分辨力校准值。功率误差仪器连接如图5所示。启动卫星导航干扰模拟源,初始化完成后选择待测导航系统和频点;设置卫星和载体均为静态,仿真单通道单载波信号;根据卫星导航干扰模拟源输出信号功率范围指标在功率范围内挑选至少5个校准功率点,功率计或测量接收机测量相应功率值Pm并记录;根据卫星导航干扰模拟源输出信号功率标称值0和公式计算功率误差P,作为功率误差校准值。:

P0Pm

)式中P功率误差;60干扰信号功率输出值;Pm干扰信号功率测量值。频谱纯度谐波抑制仪器连接如图3所示。启动卫星导航干扰模拟源,初始化完成后选择待测导航系统和频点;设置卫星和载体均为静态,仿真单通道单载波信号;使用频谱分析仪测量输出信号,读取载波功率及其二次和三次谐波功率和P3;利用公式计算谐波抑制水平H2和H3,作为谐波抑制校准值。式中:

H221H331 )H2二次谐波抑制;H3三次谐波抑制;1载波功率测量值2二次谐波功率测量值;3三次谐波功率测量值。非谐波抑制仪器连接如图3所示。启动卫星导航干扰模拟源,初始化完成后选择待测导航系统和频点;设置卫星和载体均为静态,仿真单通道单载波信号;使用频谱分析仪测量输出信号,读取载波功率和相应频带内频偏参考技术说明书偏离载波功率Pm;利用公式)计算非谐波抑制水平Hm,作为非谐波抑制校准值。 ()式中:

Hm5Hm非谐波抑制;1载波功率测量值;Pm偏离载波偏离载波的频率值为技术说明书规定值)功率测量值。相位噪声仪器连接如图6所示。7图6相位噪声校准示意图启动卫星导航干扰模拟源,初始化完成后选择待测导航系统和频点;设置卫星和载体均为静态,仿真单通道单载波信号;使用相位噪声测试系统或频谱仪测量输出信号,读取相应频偏处的相位噪声,作为相位噪声校准值。误差矢量幅度仪器连接如图7所示。图7误差矢量幅度校准示意图启动卫星导航干扰模拟源,初始化完成后选择待测导航系统和频点;设置卫星和载体均为静态仿真单通道单颗卫星信号调制方式为单Ⅰ路;矢量信号分析仪载频、功率电平、调制频率、调相相偏及检波带宽按卫星导航干扰模拟源说明书要求设置;使用矢量信号分析仪测量信号误差矢量幅度)值,作为M校准值。干扰特性干扰初始化时间仪器连接如图8所示8图8干扰初始化时间校准示意图使用计时装置测量卫星导航干扰模拟源从开机到完成星历采集、校时、定位,达到卫星导航干扰源初始化完成状态的所需时间,作为干扰初始化时间校准值。干扰生效时间仪器连接如图9所示。图9干扰生效时间校准示意图启动S导航模拟源,播发功率为m的静态S导航信号;启动卫星导航干扰模拟源,初始化完成后选择待测导航系统和频点;启动S导航接收机,设置工作频点与待校卫星导航干扰模拟源的频点一致;卫星导航干扰模拟源设置仿真位置干扰信号高程偏差0仿真信号功率为;S导航接收机正常接收信号后,用计时装置测量从仿真干扰信号输出,到S导航接收机定位高程改变0m所需时间,作为干扰生效时间校准值。时间干扰误差仪器连接如图0所示。9图0时间干扰误差校准示意图启动S导航模拟源,播发功率为m的静态S导航信号;启动卫星导航干扰模拟源,初始化完成后选择待测导航系统和频点;启动S接收机时间测量型设置工作频点与待校卫星导航干扰模拟源的频点一致S接收机时间测量型)接收信息3n后,开始测量1S的时间差闸门时间连续测量0组数据,取平均值1;卫星导航干扰模拟源设置仿真时间干扰信号2偏差1信号功率;( )输出仿真干扰信号,等待S接收机时间测量型)被干扰达到目标偏差后干扰后测量S时差变化值达到1使用时间间隔测量装置测量S的时间差闸门时间连续测量0组数据,取平均值3,按公式)计算时间干扰测量值4;:

4=13

)式中4时间干扰测量值;1干扰前测量S时差值的均值;3干扰后测量S时差值的均值。)计算4与21)差值,取绝对值作为时间干扰误差校准值。S定时误差仪器连接如图1所示。0图1S定时误差校准示意图启动S导航模拟源,播发功率为m的静态S导航信号;启动卫星导航干扰模拟源,初始化完成后开始校准;由时间间隔测量仪测量得到被校卫星导航干扰模拟源与参考时间频率源h的时差数据闸门时间计算平均值,取绝对值作为定时误差。校准结果表达卫星导航干扰模拟源校准后,出具校准证书,校准证书至少应包含以下信息:标题:校准证书;实验室名称和地址;进行校准的地点如果与实验室的地址不同证书的唯一性标识如编号每页及总页数的标识;客户的名称和地址;被校对象的描述和明确标识;进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对象的接收日期;如果与校准结果的有效性或应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;校准环境的描述;校准结果及其测量不确定度的说明;对校准规范的偏离的说明;校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;校准结果仅对被校对象有效的声明;未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。1复校时间间隔者仪器本身质量等诸因素决定的,因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时、复校时间间隔建议为1年由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况者仪器本身质量等诸因素决定的,因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。2附录A证书编号:

校准原始记录格式委托单位: 计量器具名称:型规格: 出厂编号:制造单位: 校准依据校准所使用的主要计量标准:名称型号/规格出厂编号准确度等级/不确定度有效期至检测地点: 温度: ℃ 相对湿度校准项目射频信号 。射频信号记录格式见表1和表2表1射频信号载波频率频点载波频率测量值误差测量不确定度表2信号带宽频点fL频率fR频率信号带宽测量不确定度发射功率 。发射功率记录格式见表~表5表3功率范围频点最大值最小值测量不确定度3表4功率分辨力频点设置值测量值差值分辨力测量不确定度表5功率误差频点设置值测量值误差测量不确定度频谱纯度 。频谱纯度记录格式见表~表8表6谐波抑制频点载波功率P1谐波功率H)测量不确定度P2P3二次谐波三次谐波表7非谐波抑制频点载波功率P1PmHm)测量不确定度表8相位噪声频点相位噪声)0z0z1kHzzz测量不确定度误差矢量幅度 。误差矢量幅度记录格式见表9表9误差矢量幅度频点EVM/测量不确定度4干扰特性 。干扰特性记录格式见表~表2表0干扰初始化时间干扰初始化时间测量不确定度表1干扰生效时间频点干扰生效时间测量不确定度表2时间干扰误差频点干扰时间测量值误差测量不确定度S定时误差 。S定时误差记录格式见表3表3S定时误差频点测试时长S定时误差测量不确定度5附录B校准证书内页格式射频信号射频信号载波频率误差测量不确定度:信号带宽频点带宽测量不确定度发射功率功率范围::测量不确定度功率分辨力测量不确定度:功率误差:测量不确定度频谱纯度谐波抑制::测量不确定度非谐波抑制测量不确定度:相位噪声:测量不确定度 误差矢量幅度测量不确定度:干扰特性干扰初始化时间测量不确定度:干扰生效时间测量不确定度:时间干扰误差测量不确定度:S定时误差:测量不确定度:6附录C测量不确定度评定示例射频信号校准不确定度评定射频信号频率测量不确定度来源及合成标准不确定度校准合成标准不确定度由公式)计算得出:式中:

m) )mm的标准不确定度,。m的不确定度主要来源见表,其中频谱仪测量卫星导航干扰源的S1频点2)的卫星导航干扰源频率值6次重复性结果为1。表1m的不确定度主要来源不确定度来源评定方法值/Hz分布包含因子标准不确定度/Hz频谱仪B2矩形32时基参考B2矩形32测量重复性A———0参考以上主要不确定度来源m7,最终单次测量的合成标准不确定度0,扩展不确定度为U4。信号带宽测量模型

( ) :射频信号带宽由公式

2表示 ( )式中:

fRL

2f信号带宽,;中心频率右侧功率最小处频率,;中心频率左侧功率最小处频率,。不确定度来源及合成标准不确定度, ( )L或R标准不确定度彼此完全正相关计算得出:

校准合成标准不确定度由公式

3式中:

LR) )LL的标准不确定度,;RR的标准不确定度,。 ,R或L的标准不确定度评定参考表1最终单次测量的合成标准不确定度c4,扩展不确定度U8。7功率控制校准不确定度评定功率范围不确定度来源及合成标准不确定度校准合成标准不确定度由公式)计算得出:式中:

P) )PP的标准不确定度。P的不确定度主要来源见表,其中功率计测量卫星导航干扰源S1频点m的功率6次重复性结果为。表2P的不确定度主要来源不确定度来源评定方法B分布包含因子标准不确定度B功率计B3矩形37失配B2U形24测量重复性A———1参考以上主要不确定度来源P,最终单次测量的合成标准不确定度,扩展不确定度UB。功率分辨力测量模型

( ) :功率分辨力校准测量由公式

5表示 ( )式中:

5PX功率力;1功率计在模拟源调整信号功率后测量值;0功率计在模拟源调整信号功率前测量值。不确定度来源及合成标准不确定度校准合成标准不确定度由公式)计算得出:式中:

PX=) )1的标准不确定度;0的标准不确定度。1和0不确定度来源同,故得到最终单次测量的合成标准不确定度PX,扩展不确定度UPX。功率误差 。功率误差校准不确定度评定同1频谱纯度校准不确定度评定谐波和非谐波不确定度来源及合成标准不确定度校准合成标准不确定度由公式)计算得出:8式中:

H) )HH的标准不确定度。H的标准不确定度来源见表,其中用频谱仪测量卫星导航干扰源1频点的谐波6次重复性结果为。表3H的不确定度主要来源不确定度来源评定方法B分布包含因子标准不确定度B频谱仪测量相对电平B9——9失配B0——0连接电缆B0矩形32测量重复性A———6参考以上主要不确定度来源H,最终单次测量的合成标准不确定度,扩展不确定度U。非谐波的不确定度评定方法及结果同谐波。相位噪声不确定度来源及合成标准不确定度校准合成标准不确定度由公式)计算得出:式中:

) )H的标准不确定度。H的标准不确定度来源见表,其中用频谱仪测量卫星导航干扰源S1频点频偏0z的相位噪声6次重复性结果为。表4H的不确定度主要来源不确定度来源评定方法B分布包含因子标准不确定度B噪声测量系统测量误差B2矩形34测量系统本底B2——2参考源相位噪声B2——4测量重复性A———1参考以上主要不确定度来源u,最终单次测量的合成标准不确定度,扩展不确定度U。误差矢量幅度不确定度来源及合成标准不确定度校准合成标准不确定度由公式)计算得出:式中:

) )M的标准不确定度。9M的标准不确定度来源见表,其中用频谱仪测量卫星导航干扰源S1频点的误差矢量幅度M值6次重复性结果为2。表5M的不确定度主要来源不确定度来源评定方法值/分布包含因子标准不确定度/信噪比B0矩形32相位噪声B5——5矢量信号分析仪残余幅度误差B0矩形37矢量信号分析仪残余相位误差B0矩形39矢量信号分析仪Q原点漂移B7矩形34测量重复性A———2参考以上主要不确定度来源6,最终单次测量的合成标准不确定度6,扩展不