当前位置:主页 > 测试仪器 > 微波信号发生器 > 正文

AV1465L用于导航技术和接收机测试(二)

 
GNSS接收机测试的要求
通过使用天线接收空中的GNSS信号来进行GNSS接收机测试,是简单可实现的,但是这种测试存在很多问题。首先它只能提供有限的信息,由于空中的GNSS信号受多种因素影响,在持续的变化,因此很难保证测试信号的可控性和可持续性。再有,在特定的位置和时间上,有可能没有足够的可用卫星信号可以接收。此外,一些特殊情况下的测试,例如远程测试和高速运动的场景测试,测试费用高昂,而且很难实现。存储和回放系统可以提供仿真的GNSS信号,进行接收机测试。虽然这类系统能够提供可重复的测试信号,但是它不能对所存储的信号进行修改,不能调整单个卫星的信号,或是在信号回放时实时添加减损。为了解决这些问题,可以使用GNSS信号仿真器来进行GNSS接收机测试。GNSS信号仿真器可以仿真GNSS接收机所接收的信号:来自于多颗卫星的GNSS信号,每颗卫星的信号具有不同的时延、多普勒频偏和功率电平。实时GNSS仿真器允许在信号生成的过程中对信号进行修改。GNSS仿真器的另一个优势是能够仿真实际中不存在的卫星,从而可以在系统中(例如Galileo和北斗)全部卫星完成部署之前,对系统进行早期测试。
 
 
用于研发和验证的GNSS测试信号
在研发和验证阶段,GNSS仿真器应该能够仿真至少4颗卫星,最好可以支持12颗卫星或更多卫星的仿真,从而支持用户可以仿真地球上任意位置处的所有可见星信号。仿真器应该能够仿真静态和移动接收机情景,以进行基本的TTFF测试和测试移动接收机跟踪卫星和维持定位的能力。通过实时调整卫星功率和控制卫星的可见性,可以测试接收机的灵敏度和重复捕获卫星信号的能力。在研发阶段,仿真器灵活生成任意时间,地点或任意运动轨迹(移动接收机)的场景的能力也是必要的。
对于研发应用而言,GNSS仿真器必须能够添加信号减损,以便测试接收机在各种不同环境、条件下的性能。减损包括多径信号,主要是真实环境中,建筑物、树木及其它障碍物的反射所形成。多路径信号属于反射信号,与直达信号相比,通常到达接收机时,具有更低的信号功率,不同的延迟和多普勒频偏。通过控制卫星可见性可以模拟在真实环境中由于遮挡而造成的卫星信号消失,如隧道,山脉或者建筑物等。通过设置截止高度角,可以将可见卫星限制在高于所设定截止高度角的范围内,来模拟山区或者“城市峡谷地区”环境的遮挡。通过对电离层和对流层中的衰减和延迟进行建模,可为GNSS接收机提供更真实的信号。在GNSS信号中添加已校准的AWGN(加性高斯白噪声),可以更精确的控制所产生GNSS信号的C/N。
 
 
使用1465进行GNSS接收机测试
中电科仪器仪表公司的GNSS接收机测试解决方案,1465可以生成基带和射频导航信号,以进行GNSS接收机测试。同时配合软件能够实时仿真GPS和GLONASS系统中的L1C/A码卫星信号、Galileo系统中的E1开放服务信号以及北斗系统中的B1开放服务信号。每个星座最多可支持15颗可见卫星的仿真,GPS、GLONASS和/或北斗的可见信号与多径信号共享最多40个信道,Galileo额外支持16个信道。该软件能够实时控制卫星的可见性和功率、添加伪距误差或多径损耗。支持生成包含任意日期、时间和位置的定制场景,仿真静态或移动接收机的信号。
 
 
GNSS接收机测试系统配置
图1显示了使用1465在测试GNSS接收机时的系统配置。配置使用是中电科仪器仪表公司信号发生器1465实时生成信号。在该配置下,软件运行在外部的PC中,用于配置信号参数和生成场景数据。数据被下载到信号发生器中,控制仪器中的FPGA实时生成GNSS信号。EXG/MXG输出的射频GNSS信号连接至被测GNSS接收机,用于测试。接收机通过USB与PC连接。GNSS接收机的监控软件运行在PC上,汇报测量结果。 
图1系统连接示意图
生产测试中,如果只需要简单的射频前端验证测试,不需要实时信号生成功能,可以使用1465的基本单卫星波形选件来生成波形文件,用于仿真GPS、GLONASS、Galileo、Beidou、SBAS或QZSS的单颗卫星。波形文件可以使用1465矢量信号发生器进行回放。