CN109407119B - 基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法 - Google Patents

基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法，该方法包括如下步骤：建立卫星信号模拟器；导航接收机开始工作；导航接收机接收到测试指令后反馈给地面测试系统测试开始；导航接收机根据惯性授时指令得到惯性授时时间，然后将惯性授时时间反馈给地面测试系统；导航接收机根据导航模式设置指令得到导航模式设置状态，然后将导航模式设置状态反馈给地面测试系统；地面测试系统发送定位测量数据开始指令给导航接收机；判断导航接收机是否根据预设时间将定位测量数据和卫星数据返回给地面测试系统；如果是，则导航接收机测试成功。本发明解决了由于在厂房、洞库中没有真实的卫星信号，无法进行接收机测量的问题。

Description

基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法
技术领域
本发明属于导弹接收机测试领域，尤其涉及一种基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法。
背景技术
导弹多采用全程惯性/卫星复合制导方式。卫星导航采用抗干扰卫星导航接收机接收卫星天线信号(含BD2B3干扰信号和BD2B3、GLONASS、GPS卫星信号)以及辅助信息，进行抗干扰处理并形成抑制干扰，对卫星信号进行电文解算、实时进行导航解算，将弹体的位置、速度、时间等信息输出综合控制计算机。抗干扰导航接收机的定位精度直接决定空基武器的打击精度，因此，确保接收机工作正常是导弹正常工作的保障。
导弹存储在厂房、洞库中，无法接收空中的导航卫星，解决这些场景下的接收机测试问题，是导弹列装的前提。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术，提供了一种基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法，解决了由于在厂房、洞库中没有真实的卫星信号，无法进行接收机测量的问题，并且使得测试方法简单，测试设备简单。
本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法，所述方法包括如下步骤：
步骤一：建立卫星信号模拟器；
步骤二：中频模块发出卫星信号，射频模块卫星信号分成第一路和第二路两路卫星信号，第一路卫星信号再分成第三路和第四路两路卫星信号，第二路卫星信号再分成第五路和第六路两路卫星信号，第三路卫星信号连接弹上电缆网，将第三路卫星信号传输给导航接收机的三合一接收机，第五路卫星信号通过测试电缆传输给一体化测试天线，通过一体化测试天线再传给导航接收机的三合一接收机，第六路卫星信号通过测试电缆传输给抗干扰七阵元测试天线，通过抗干扰七阵元测试天线再传给导航接收机的抗干扰七阵元接收机，导航接收机开始工作；
步骤三：地面测试系统发送测试指令，导航接收机接收到测试指令后反馈给地面测试系统测试开始；地面测试系统发送惯性授时指令给导航接收机，导航接收机根据惯性授时指令得到惯性授时时间，然后将惯性授时时间反馈给地面测试系统；
步骤四：地面测试系统发送导航模式设置指令给导航接收机，导航接收机根据导航模式设置指令得到导航模式设置状态，然后将导航模式设置状态反馈给地面测试系统；
步骤五：地面测试系统发送定位测量数据开始指令给导航接收机；判断导航接收机是否根据预设时间将定位测量数据和卫星数据返回给地面测试系统；如果是，则导航接收机测试成功。
上述基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法中，步骤四还包括：地面测试系统发送三合一切换开关连通指令，导航接收机的三合一接收机根据三合一切换开关连通指令断开第三路卫星信号并接收一体化测试天线传输的第五路卫星信号，判断导航接收机是否根据预设时间将定位测量数据和卫星数据返回给地面测试系统；如果是，则导航接收机测试成功。
上述基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法中，在步骤一中，卫星信号模拟器包括射频模块、中频模块、测试天线和测试电缆。
上述基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法中，在步骤一中，所述测试天线包括一体化测试天线和抗干扰七阵元测试天线。
上述基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法中，在步骤二中，第一路和第二路两路卫星信号能够分别独立进行衰减控制
上述基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法中，在步骤二中，第一路和第二路两路卫星信号的衰减量为60dB。
上述基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法中，步骤二中，第三路卫星信号通过地面电缆网连接弹上电缆网。
上述基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法中，在步骤五中，预设时间为1秒。
上述基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法中，在步骤五中，所述定位测量数据包括定位惯性时间、UTC时间、定位模式、定位状态字、84坐标系下的位置和速度信息。
上述基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法中，在步骤五中，所述卫星数据包括卫星总数、通道号、卫星号、卫星跟踪状态标志、卫星仰角、卫星方位角和卫星电平。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
(1)本发明通过建立卫星信号模拟器，解决了由于在厂房、洞库中没有真实的卫星信号，无法进行接收机测量的问题；
(2)本发明通过地面测试系统和导航接收机之间的测试过程，使得测试方法简单；
(3)本发明通过建立卫星信号模拟器使得测试设备简单。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明实施例提供的卫星信号模拟器的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本实施例提供了一种基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：建立卫星信号模拟器：卫星信号模拟器包括射频模块、中频模块、测试天线(包括一体化测试天线和抗干扰七阵元测试天线)和测试电缆；
步骤二：中频模块发出卫星信号，射频模块卫星信号分成第一路和第二路两路卫星信号，第一路和第二路两路卫星信号能够分别独立进行衰减控制(60dB的衰减功能)，第一路卫星信号再分成第三路和第四路两路卫星信号，第二路卫星信号再分成第五路和第六路两路卫星信号，第三路卫星信号通过地面电缆网连接弹上电缆网，将第三路卫星信号传输给导航接收机的三合一接收机，第五路卫星信号通过测试电缆传输给一体化测试天线，通过一体化测试天线再传给导航接收机的三合一接收机，第六路卫星信号通过测试电缆传输给抗干扰七阵元测试天线，通过抗干扰七阵元测试天线再传给导航接收机的抗干扰七阵元接收机，导航接收机开始工作；
步骤三：地面测试系统发送测试指令，导航接收机接收到测试指令后反馈给地面测试系统测试开始；地面测试系统发送惯性授时指令给导航接收机，导航接收机根据惯性授时指令得到惯性授时时间，然后将惯性授时时间反馈给地面测试系统；
步骤四：地面测试系统发送导航模式设置指令给导航接收机，导航接收机根据导航模式设置指令得到导航模式设置状态，然后将导航模式设置状态反馈给地面测试系统；
步骤五：地面测试系统发送定位测量数据开始指令给导航接收机；判断导航接收机是否根据预设时间(1秒)将定位测量数据(定位惯性时间、UTC时间、定位模式、定位状态字、84坐标系下的位置、速度信息)和卫星数据(卫星总数、通道号、卫星号、卫星跟踪状态标志、卫星仰角、卫星方位角、卫星电平)返回给地面测试系统；如果是，在导航接收机测试成功。
在定位测量过程中，地面测试系统发送三合一切换开关连通指令，导航接收机的三合一接收机根据三合一切换开关连通指令断开第三路卫星信号并接收一体化测试天线传输的第五路卫星信号，判断导航接收机是否根据预设时间将定位测量数据和卫星数据返回给地面测试系统；如果是，则导航接收机测试成功。
具体的，导航接收装置安装在弹上综合计算机中，受综合控制计算机中多信息处理软件的控制进行工作。弹上接收机分为两个部分，一个是三合一接收机，接收处理导弹一体化天线和载机天线接收到的BD2、GLONASS与GPS信号；第二个是抗干扰七阵元接收机接收抗干扰七阵元天线的7路BD2信号。天线信号也分为两个部分，一个是一体化天线和通过射频同轴线缆向导弹传递的载机天线信号；第二个是抗干扰七阵元天线信号，来自一个主天线，6个副天线。其中，导弹一体化天线与载机天线是工作在不同时段，为一体化接收机提供相同的卫星信号，为此设置射频开关开关指令，由多信息处理软件控制切换。为了对三合一接收机、抗干扰七阵元接收机中的各个通道分别测试，设置了三合一天馈开关、射频通道切换测试装置。导航接收装置如图1所示。
卫星信号模拟器用来提供模拟的卫星信号，包含射频与中频板、测试天线、测试电缆，通过地面测控机和地面电缆网与弹上连接。
中频板卡内涵大型Flash，存储录制的真实的卫星信号做为测试模拟信号，可以支持30分钟的卫星数据播放，可以重复播放，并可以同时产生GPS、GLONASS、BD2(B3)信号。
射频卡将中频的卫星信号上变频和混频输出两路完全一样的射频信号，第一路模拟载机的卫星信号，第二路模拟导弹一体化测试天线和抗干扰七阵元测试天线接收到的卫星信号。第一路信号分成第三路和第四路信号，第二路信号再分成第五路和第六路信号，，其中第一路和第二路信号分别包含60dB的衰减功能，可以分别独立进行衰减控制。第三路信号的一个输出口通过地面测控机和地面电缆网连接弹上电缆网，将信号传递给三合一接收机，模拟载机天线。第五路信号输出连接地面测试天线模拟导弹一体化测试天线，第六路信号输出连接另一个地面测试天线模拟抗干扰七阵元测试天线。
射频电缆采用陕西华达TNC-J210/TNC-J210-15000电缆，TNC接头保证射频接口机械连接可靠性。
由于弹上接收机的一体化天线与抗干扰七阵元天线安装在导弹不同位置，无法使用一个天线提供信号，为此测试天线采用两个部分，分别对不同位置的接收机天线提供同源的卫星信号。
接收机测试原理：当接收到“接收机测试”指令后，按下列流程执行测试：
(1)回送地面测试系统“测试开始”消息。并进行矢量字置数。当接收到发送中断后，对矢量字中对应发送子地址的位号置零。
(2)惯性授时测试。响应地面惯性授时指令，多信息处理软件通过28帧向接收机授时，授时时间为地面测控软件传递的数值，通过接收48帧转发地面接收机的授时时间。
(3)模式设置测试。响应地面模式设置指令，通过23帧对接收机定位模式进行设置，通过接收43帧转发地面设置状态。
(4)定位测试：
响应地面“定位测量数据开始”指令，每隔固定时间通过24帧向卫星接收机板请求一次定位数据；将定位信息(包括定位惯性时间、UTC时间、定位模式、定位状态字、84坐标系下的位置、速度信息、PDOP值)下传地面；每隔固定时间通过25帧向卫星接收机板请求一次测量数据；将接收机的测量数据和卫星数据(包括同一时刻卫星总数、通道号、卫星号、卫星跟踪状态标志、卫星仰角、卫星方位角、卫星电平)下传地面。
通过1553B向地面测试系统发送此秒的接收机定位和跟踪数据时，要求先发送45和44数据帧的数据，其中45帧数据收到即开始发送。具体发送方法是置发送数据→置矢量字→等待发送中断→清矢量字相应的位置发送数据→置矢量字→等待发送中断→清矢量字相应的位，直到发送完此秒的45和44数据包数据。
(5)在定位测试过程中要求响应地面测控机发出的以下指令：三合一切换开关连通指令、接收机7阵元通道切换测试指令、测试结束命令。
当收到三合一切换开关连通指令后，则在当前数据帧发送完后，通过27帧向接收机发送切换指令，要求此过程按4条要求继续向地面发送数据不停止，直至收到测试结束命令；当收到接收机7阵元通道切换测试命令后，则在当前数据帧发送完后，通过30帧向接收机发送切换指令并将接收机回送的50帧信息下传地面测控软件，要求此过程按4条要求继续向地面发送数据不停止，直至收到测试结束命令。
收到测试结束命令收后，在当前数据帧发送完后，并返回到分系统测试的开始处，等待下一条测试项目开始执行命令。
以上所述的实施例只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤一：建立卫星信号模拟器；
步骤二：中频模块发出卫星信号，射频模块卫星信号分成第一路和第二路两路卫星信号，第一路卫星信号再分成第三路和第四路两路卫星信号，第二路卫星信号再分成第五路和第六路两路卫星信号，第三路卫星信号连接弹上电缆网，将第三路卫星信号传输给导航接收机的三合一接收机，第五路卫星信号通过测试电缆传输给一体化测试天线，通过一体化测试天线再传给导航接收机的三合一接收机，第六路卫星信号通过测试电缆传输给抗干扰七阵元测试天线，通过抗干扰七阵元测试天线再传给导航接收机的抗干扰七阵元接收机，导航接收机开始工作；
步骤三：地面测试系统发送测试指令，导航接收机接收到测试指令后反馈给地面测试系统测试开始；地面测试系统发送惯性授时指令给导航接收机，导航接收机根据惯性授时指令得到惯性授时时间，然后将惯性授时时间反馈给地面测试系统；
步骤四：地面测试系统发送导航模式设置指令给导航接收机，导航接收机根据导航模式设置指令得到导航模式设置状态，然后将导航模式设置状态反馈给地面测试系统；
步骤五：地面测试系统发送定位测量数据开始指令给导航接收机；判断导航接收机是否根据预设时间将定位测量数据和卫星数据返回给地面测试系统；如果是，则导航接收机测试成功；
步骤四还包括：地面测试系统发送三合一切换开关连通指令，导航接收机的三合一接收机根据三合一切换开关连通指令断开第三路卫星信号并接收一体化测试天线传输的第五路卫星信号，判断导航接收机是否根据预设时间将定位测量数据和卫星数据返回给地面测试系统；如果是，则导航接收机测试成功；
在步骤一中，卫星信号模拟器包括射频模块、中频模块、测试天线和测试电缆；
在步骤一中，所述测试天线包括一体化测试天线和抗干扰七阵元测试天线；弹上接收机的一体化测试天线与抗干扰七阵元天线安装在导弹不同位置；
在步骤二中，第一路和第二路两路卫星信号能够分别独立进行衰减控制。
2.根据权利要求1所述的基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法，其特征在于：在步骤二中，第一路和第二路两路卫星信号的衰减量为60dB。
3.根据权利要求1所述的基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法，其特征在于：在步骤二中，第三路卫星信号通过地面电缆网连接弹上电缆网。
4.根据权利要求1所述的基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法，其特征在于：在步骤五中，预设时间为1秒。
5.根据权利要求1所述的基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法，其特征在于：在步骤五中，所述定位测量数据包括定位惯性时间、UTC时间、定位模式、定位状态字、84坐标系下的位置和速度信息。
6.根据权利要求1所述的基于多信源模拟的全天候高可靠导航接收机测试方法，其特征在于：在步骤五中，所述卫星数据包括卫星总数、通道号、卫星号、卫星跟踪状态标志、卫星仰角、卫星方位角和卫星电平。
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