CN110161538B - 一种导航信号源实时闭环性能的测试方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种导航信号源实时闭环性能的测试方法和系统，包括如下步骤：控制轨迹发生器生成一段原地绕大地平面逆时针旋转的用户轨迹；根据轨迹发生器旋转的用户轨迹仿真生成仿真卫星射频信号，并控制高速示波器在1PPS信号的触发下测量仿真射频信号相对于1PPS信号的时延值，得到导航信号源的实时闭环性能；所述1PPS信号由轨迹发生器在旋转过程中生成。本发明提供的技术方案，根据轨迹发生器发出的1PPS信号判断导航信号源的实时闭环性能，能够提高对导航信号源实时闭环性能测试的准确性。

Description

一种导航信号源实时闭环性能的测试方法和系统
技术领域
本发明属于导航信号源实时闭环性能测试技术领域，具体涉及一种导航信号源实时闭环性能的测试方法和系统。
技术背景
卫星导航和惯性导航组合在一起在航空航天等领域有着广泛的应用，在组合导航产品测试时，半实物仿真系统将飞控系统、卫星导航系统和惯性导航系统等模拟设备组成硬件在环路仿真，可以仿真载体在飞行过程中的定位性能。对于组合导航信号模拟源而言，外部轨迹由飞控模拟系统提供，并且要求实时仿真出对应的卫星信号和惯导信号。从外部轨迹输入时刻到仿真射频信号输出之间的时间，定义为衡量实时闭环性能的指标，但是这个时间指标怎么测试目前还没有准确可靠的手段，一些测试方法不是准确的实时闭环时间，而是功率指令响应时间。
发明内容
本发明提供一种导航信号源实时闭环性能的测试方法，用于解决现有技术中对导航信号源实时闭环性能测试结果不准确的问题；并且为了解决该技术问题，本发明还提供了一种导航信号源实时闭环性能的测试系统。
一种导航信号源实时闭环性能的测试方法，包括如下步骤：
(1)控制轨迹发生器生成一段原地绕大地平面逆时针旋转的用户轨迹；
(2)根据轨迹发生器旋转的用户轨迹仿真生成仿真卫星射频信号，并控制高速示波器在1PPS信号的触发下测量仿真射频信号相对于1PPS信号的时延值，得到导航信号源的实时闭环性能；所述1PPS信号由轨迹发生器在旋转过程中生成。
进一步的，所述轨迹发生器按照用户轨迹原地绕大地平面逆时针旋转旋转时，始仰角等于仿真起始时刻对应的单频点单颗卫星的仰角值加上导航接收机默认可见星的截止角。
进一步的，所述导航信号源的实时闭环性能，包括卫星射频信号的周期和高电平占空比是否满足如下条件：
T＝360/f
D＝(180-Theta1*2)/360＝4/9
T为卫星射频信号的周期，D为卫星射频信号的高电平占空比，f为旋转角速度频率，其单位为度/秒，Theta1为导航接收机默认可见星截止角。
进一步的，所述步骤(2)中采用导航信号源得到用户轨迹驱动下的卫星射频信号和仿真射频信号相对于1PPS信号的时延值，在向导航信号源传输信号时首先传输1PPS信号，然后在传输1PPS信号上升沿之后的1ms内传输用户轨迹。
进一步的，所述导航信号源的实时闭环性能包括导航信号源在实时闭环仿真时卫星信号的正确性，该正确性的判断方法是：利用导航接收机同步接收仿真射频信号，得到仿真卫星信号的伪距测量值，并判断其是否与导航信号源仿真值一致，如果一直则判断为导航信号源在实时闭环仿真时卫星信号正确。
一种导航信号源实时闭环性能的测试系统，其特征在于，包括轨迹发生器、导航接收机、导航信号源和高速示波器；该导航信号源实时闭环性能的测试系统测试导航信号源实时闭环性能的方法包括如下步骤：
(1)控制轨迹发生器生成一段原地绕大地平面逆时针旋转的用户轨迹；
(2)根据轨迹发生器旋转的用户轨迹仿真生成仿真卫星射频信号，并控制高速示波器在1PPS信号的触发下测量仿真射频信号相对于1PPS信号的时延值，得到导航信号源的实时闭环性能；所述1PPS信号由轨迹发生器在旋转过程中生成。
进一步的，所述轨迹发生器按照用户轨迹原地绕大地平面逆时针旋转旋转时，始仰角等于仿真起始时刻对应的单频点单颗卫星的仰角值加上导航接收机默认可见星的截止角。
进一步的，所述导航信号源的实时闭环性能，包括卫星射频信号的周期和高电平占空比是否满足如下条件：
T＝360/f
D＝(180-Theta1*2)/360＝4/9
T为卫星射频信号的周期，D为卫星射频信号的高电平占空比，f为旋转角速度频率，其单位为度/秒，Theta1为导航接收机默认可见星截止角。
进一步的，所述步骤(2)中采用导航信号源得到用户轨迹驱动下的卫星射频信号和仿真射频信号相对于1PPS信号的时延值，在向导航信号源传输信号时首先传输1PPS信号，然后在传输1PPS信号上升沿之后的1ms内传输用户轨迹。
进一步的，所述导航信号源的实时闭环性能包括导航信号源在实时闭环仿真时卫星信号的正确性，该正确性的判断方法是：利用导航接收机同步接收仿真射频信号，得到仿真卫星信号的伪距测量值，并判断其是否与导航信号源仿真值一致，如果一直则判断为导航信号源在实时闭环仿真时卫星信号正确。
本发明提供的技术方案，根据轨迹发生器发出的1PPS信号判断导航信号源的实时闭环性能，能够提高对导航信号源实时闭环性能测试的准确性。
附图说明
图1为本发明系统实施例中导航信号源实时闭环性能的测试系统的结构示意图。
具体实施方式
系统实施例：
本实施例提供一种导航信号源实时闭环性能的测试系统，用于对导航信号源的实时闭环性能进行准确的测试。
本实施例所提供的导航信号源实时闭环性能的测试系统，其系统结构原理如图1所示，包括轨迹发生器、导航信号源、高速示波器和导航接收机，该测试系统对导航信号源实时闭环性能测试的方法包括如下步骤：
(1)控制轨迹发生器生成一段原地绕大地平面逆时针旋转的用户轨迹。
在控制轨迹发生器旋转的过程中，旋转角速度的频率f可设置，步进值为360度/s；旋转的起始角Theta可设置，其变化范围为0到90度，Theta角的设置值等于仿真起始时刻对应的单频点单颗卫星(设该卫星号为Si卫星)的仰角值Theta0加上导航接收机默认可见星截止角Theta1，如此可以确保仿真开始时Si卫星仰角为Theta1度，然后仰角逐渐升高到90度，再降低到Theta1度，仰角低于Theta1度时不可见。
(2)轨迹发生器生成1PPS信号并传输给导航信号源，在1PPS信号上升沿之后的1ms之内把用户旋转轨迹通过网络或者反射内存卡发送给导航信号源，如此基于RTX系统的程序可以保证优于1ms的传输延迟。导航信号源在上述用户轨迹驱动下，实时仿真生成卫星射频信号。
(3)导航信号源将1PPS信号和卫星射频信号传输给高速示波器，高速示波器在1PPS信号触发下测量导航信号源所产生的卫星射频信号相对于1PPS信号的时延值，得到导航信号源的实时闭环性能。
导航信号源的实时闭环性能包括：
判断射频信号周期T和高电平占空比D是是否满足如下条件：
T＝360/f
D＝(180-Theta1*2)/360＝4/9。
利用导航接收机同步接收导航信号源小功率射频信号，观测仿真卫星信号的伪距测量值，是否与导航信号源仿真值一致，可以验证导航信号源在实时闭环仿真时卫星信号的正确性。
方法实施例：
本实施了提供一种导航信号源实时闭环性能的测试方法，与上述系统实施例中对导航信号源实时闭环性能测试的方法相同，该方法已在上述系统实施例中做了详细介绍，这里不多做说明。

Claims (3)

1.一种导航信号源实时闭环性能的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）控制轨迹发生器生成一段原地绕大地平面逆时针旋转的用户轨迹；
（2）根据轨迹发生器旋转的用户轨迹仿真生成仿真卫星射频信号，并控制高速示波器在1PPS信号的触发下测量仿真射频信号相对于1PPS信号的时延值，得到导航信号源的实时闭环性能；所述1PPS信号由轨迹发生器在旋转过程中生成；
所述轨迹发生器按照用户轨迹原地绕大地平面逆时针旋转时，始仰角等于仿真起始时刻对应的单频点单颗卫星的仰角值加上导航接收机默认可见星的截止角；
所述导航信号源的实时闭环性能，包括卫星射频信号的周期和高电平占空比是否满足如下条件：
T=360/f
D=（180-Theta1*2）/360=4/9
T为卫星射频信号的周期，D为卫星射频信号的高电平占空比，f为旋转角速度频率，其单位为度/秒，Theta1为导航接收机默认可见星截止角；
在控制轨迹发生器旋转的过程中，旋转角速度的频率f可设置，步进值为360度/s；旋转的起始角Theta可设置，其变化范围为0到90度，Theta角的设置值等于仿真起始时刻对应的单频点单颗卫星的仰角值Theta0加上导航接收机默认可见星截止角Theta1，确保仿真开始时Si卫星仰角为Theta1度，然后仰角逐渐升高到90度，再降低到Theta1度，仰角低于Theta1度时不可见，单频点单颗卫星的卫星号为Si卫星；
所述导航信号源的实时闭环性能包括导航信号源在实时闭环仿真时卫星信号的正确性，该正确性的判断方法是：利用导航接收机同步接收仿真射频信号，得到仿真卫星信号的伪距测量值，并判断其是否与导航信号源仿真值一致，如果一直则判断为导航信号源在实时闭环仿真时卫星信号正确。
2.根据权利要求1所述的导航信号源实时闭环性能的测试方法，其特征在于，所述步骤（2）中采用导航信号源得到用户轨迹驱动下的卫星射频信号和仿真射频信号相对于1PPS信号的时延值，在向导航信号源传输信号时首先传输1PPS信号，然后在传输1PPS信号上升沿之后的1ms内传输用户轨迹。
3.一种导航信号源实时闭环性能的测试系统，其特征在于，包括轨迹发生器、导航接收机、导航信号源和高速示波器；该导航信号源实时闭环性能的测试系统根据上述权利要求1或2所述的导航信号源实时闭环性能的测试方法测试导航信号源实时闭环的性能。
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