CN118033382A - 一种导航系统的测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种导航系统的测试方法及系统，属于无线电通信领域，其特征在于包括：设定信号参数、信号类型参数和信号环境参数；对设定的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行限幅和整形；进行仿真建模生成预定的信号；根据预定的信号生成相对应的内部干扰信号；通过协同进行信号生成和干扰信号模拟，可显著提高导航系统测试的效率；同时根据预定的信号生成相对应的内部干扰信号，根据外界的干扰信息生成外部干扰信号；将内部干扰信号和外部干扰信号进行处理生成调节后的干扰信号，可显著提高导航系统测试的准确性，同时能够对测试数据进行存储分析处理，从而能够生成有关信号质量和抗干扰能力的报告。
Description
技术领域
本发明属于无线电通信领域，尤其涉及一种导航系统的测试方法及系统。
背景技术
在无线电通信领域，信号模拟器和干扰模拟器是用于测试和训练通信系统的重要工具，信号模拟器能够模拟实际环境中的各种信号传播环境，例如不同的传播路径、多径效应等。干扰模拟器能够模拟实际环境中的各种干扰，例如人为干扰、自然干扰等。
现有的信号和干扰模拟器通常独立工作，无法智能协同，或者只能单一设备中进行有限的功能收集，这种分离的设备导致在测试过程中需要额外的设备或者操作步骤，降低了测试的效率和准确性。同时现有的干扰模拟器在测试的时候只是通过设置内部的调节参数对导航系统进行测试，而在导航系统使用过程中，一般是在外界，外界环境中存在很多的干扰因素，若不对这些外界干扰因素进行测试的话会影响导航系统的测试结果。
发明内容
本发明旨在解决这种问题，提供一种信号模拟和干扰模拟可协同工作的导航系统的测试方法及系统。
第一方面，本发明公开一种导航系统的测试方法，包括以下步骤：
S1、设定信号参数、信号类型参数和信号环境参数；
S2、对设定的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行限幅和整形；
S3、根据限幅和整形后的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行仿真建模，并根据建模的数据生成预定的信号；
S4、根据预定的信号生成相对应的内部干扰信号；同时根据外界的干扰信息生成外部干扰信号；
S5、将内部干扰信号和外部干扰信号进行处理生成调节后的干扰信号；
S6、将预定的信号和调节后的干扰信号输入至被测的导航系统进行测试并产生测试数据。
进一步，本发明所述导航系统的测试方法，所述对设定的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行整形是将输入的参数整形成高低电平方波信号。
进一步，本发明所述导航系统的测试方法，所述内部干扰信号的生成方式包括瞄准式干扰或阻塞式干扰或扫频式干扰或调制式干扰。
进一步，本发明所述导航系统的测试方法，所述内部干扰信号在生成过程中可进行参数调节。
第二方面，本发明公开一种导航系统的测试系统，包括信号发生器、控制模块、信号模拟模块、干扰模拟模块和输出模块；
所述信号发生器用于设定信号参数、信号类型参数和信号环境参数；
所述控制模块用于对设定的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行限幅和整形，以便于信号模拟模块的处理；
所述信号模拟模块用于根据限幅和整形后的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行仿真建模，并根据建模的数据生成预定的信号；
所述干扰模拟模块用于根据预定的信号生成相对应的内部干扰信号；同时根据外界的干扰信息生成外部干扰信号；将内部干扰信号和外部干扰信号进行处理生成调节后的干扰信号；
所述输出模块用于将预定的信号和调节后的干扰信号输入至被测的导航系统进行测试并产生测试数据。
进一步，本发明所述导航系统的测试系统，所述干扰模拟模块包括内部干扰配置模块、外部干扰生成模块和处理模块；
所述内部干扰配置模块用于生成内部干扰信号；
所述外部干扰生成模块用于生成外部干扰信号；
所述处理模块用于对内部干扰信号和外部干扰信号进行处理合并，生成调节后的干扰信号。
进一步，本发明所述导航系统的测试系统，所述内部干扰配置模块为导航压制干扰生成主机；
所述导航压制干扰生成主机用于根据上位机设置生成相对应的导航压制干扰信号。
进一步，本发明所述导航系统的测试系统，所述外部干扰生成模块包括信号采集模块、特征提取模块、模型建立模块和参数调整模块；
所述信号采集模块用于实时采集外部干扰信号，并进行初步处理；
所述特征提取模块用于从处理后的信号中提取反映干扰特性的干扰特征；
所述模型建立模块用于根据提取出的干扰特征，建立数学模型或机器学习模型；所述参数调整模块用于根据模型的预测结果，动态调整系统参数，对干扰进行抑制。
第三方面，本发明公开一种导航系统的测试装置，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如第一方面所述的导航系统的测试方法。
第四方面，本发明公开一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面所述的导航系统的测试方法。
本发明所述导航系统的测试方法及系统，通过协同进行信号生成和干扰信号模拟，可显著提高导航系统测试的效率；同时根据预定的信号生成相对应的内部干扰信号，根据外界的干扰信息生成外部干扰信号；将内部干扰信号和外部干扰信号进行处理生成调节后的干扰信号，可显著提高导航系统测试的准确性，同时能够对测试数据进行存储分析处理，从而能够生成有关信号质量和抗干扰能力的报告。
附图说明
图1为本发明实施例所述导航系统的测试方法流程示意图；
图2为本发明实施例所述导航系统的测试系统结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图及实施例对本发明所述导航系统的测试方法及系统进行详细说明。
实施例一
本实施例公开一种导航系统的测试方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、设定信号参数、信号类型参数和信号环境参数；
S2、对设定的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行限幅和整形；
S3、根据限幅和整形后的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行仿真建模，并根据建模的数据生成预定的信号；
S4、根据预定的信号生成相对应的内部干扰信号；同时根据外界的干扰信息生成外部干扰信号；根据具体应用场景，所述内部干扰信号的生成方式可选择瞄准式干扰或阻塞式干扰或扫频式干扰或调制式干扰；所述内部干扰信号在生成过程中可进行参数调节；
S5、将内部干扰信号和外部干扰信号进行处理生成调节后的干扰信号；
S6、将预定的信号和调节后的干扰信号输入至被测的导航系统进行测试并产生测试数据。
在本公开实施例中，步骤S2所述对设定的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行整形是将输入的参数整形成高低电平方波信号。本实施所述导航系统的测试方法，通过信号模拟器和干扰模拟器能够同时进行信号生成和干扰模拟，可显著提高测试的效率和准确性。
实施例二
本实施例公开一种导航系统的测试系统，如图2所示，包括信号发生器、控制模块、信号模拟模块、干扰模拟模块和输出模块；所述信号发生器用于设定信号参数、信号类型参数和信号环境参数；所述控制模块用于对设定的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行限幅和整形，以便于信号模拟模块的处理；所述信号模拟模块用于根据限幅和整形后的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行仿真建模，并根据建模的数据生成预定的信号；所述干扰模拟模块用于根据预定的信号生成相对应的内部干扰信号；同时根据外界的干扰信息生成外部干扰信号；将内部干扰信号和外部干扰信号进行处理生成调节后的干扰信号；所述输出模块用于将预定的信号和调节后的干扰信号输入至被测的导航系统进行测试并产生测试数据。
在本公开实施例中，所述干扰模拟模块包括内部干扰配置模块、外部干扰生成模块和处理模块；所述内部干扰配置模块用于生成内部干扰信号；所述外部干扰生成模块用于生成外部干扰信号；所述处理模块用于对内部干扰信号和外部干扰信号进行处理合并，生成调节后的干扰信号。
在本公开实施例中，所述内部干扰配置模块为导航压制干扰生成主机；所述导航压制干扰生成主机用于根据上位机设置生成相对应的导航压制干扰信号。
在本公开实施例中，所述外部干扰生成模块包括信号采集模块、特征提取模块、模型建立模块和参数调整模块；所述信号采集模块用于实时采集外部干扰信号，并进行初步处理；所述特征提取模块用于从处理后的信号中提取反映干扰特性的干扰特征；所述模型建立模块用于根据提取出的干扰特征，建立数学模型或机器学习模型；所述参数调整模块用于根据模型的预测结果，动态调整系统参数，对干扰进行抑制。
在本公开实施例中，所述信号模拟模块包括卫星星座仿真模块、接收机轨迹生成模块、传播通道特性仿真模块和数字中频信号生产模块。所述卫星星座仿真模块用于生成模拟的卫星信号，它根据所需的GNSS系统如（BDS、GPS、GLONASS、 Galileo 、QZSS 、IRNSS和 SBAS 等导航系统）创建相应的卫星星座模型，包括卫星的位置、速度、时钟偏差等参数。
所述接收机轨迹生成模块用于模拟接收机的运动轨迹，它可以根据所需的场景和接收机的运动状态（如速度、方向、高度等）生成接收机的位置、速度和姿态数据。所述传播通道特性仿真模块用于模拟信号在传播过程中的特性，包括电离层模型、对流层模型、多径效应等，它可以根据接收机的位置和时间信息计算出信号传播延迟和多径效应，从而模拟出更真实的信号环境。
所述数字中频信号生产模块用于将模拟的卫星信号和接收机轨迹信息结合起来，生成模拟的数字中频信号，它需要将卫星信号进行调制和下变频处理，生成符合接收机输入要求的信号。
在本公开实施例中，所述控制模块采用MFC160-16控制器。MFC160-16控制器包括正弦波、方波、三角波、锯齿波等信号类型可以选择，而且可以调节信号的幅度、偏移、相位等参数，以模拟不同的信号环境，它可以对通过输入通道输入的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行调节，从而对信号参数、信号类型参数和信号环境限幅和整形，以满足后续电路的需求。
在本公开实施例中，所述信号模拟模块采用GNSS 信号模拟器(RGS9000)。GNSS 信号模拟器(RGS9000)可实现 BDS、GPS、GLONASS、 Galileo 、QZSS 、IRNSS 和 SBAS 等导航系统全频点信号仿真。仪器具有高一致性、高保真性、高可靠性、 高仿真精度、动态范围大等特点，可对卫星导航终端 进行全面的测试评估。
在本公开实施例中，所述干扰模拟模块采用压制干扰模拟器（RGS7000 系列）。压制干扰模拟器（RGS7000 系列）支持多频干扰、扫频干扰、噪声干扰、 冲干扰、调频干扰、调幅干扰、伪码干扰信号模拟生成，可模拟多达 6 路的导航压制干扰信号同时仿真。
进行测试时，设置电源模块对整个系统提供所需电源。根据信号发生器设定信号参数、信号类型参数和信号环境的参数，并通过输入通道进入控制模块，控制模块可以对输入的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行限幅和整形处理，并将其整形成便于信号模拟模块处理的高低电平方波信号。
高低电平方波信号通过输出进入信号模拟模块，信号模拟模块通过内部的卫星星座仿真模块、接收机轨迹生成模块、传播通道特性仿真模块和数字中频信号生产模块，对输入的信号参数、类型参数和环境参数全面进行仿真建模，并通过建模生成的数据生成预定的信号。
预定的信号通过输出进入干扰模拟模块，干扰模拟模块内部的导航压制干扰生成主机根据上位机设置生成相对应的导航压制干扰信号；系统控制主机根据需求配置不同的干扰模式参数，控制系统的启停等操作，同时监控系统的运行状态，同时外部干扰生成模块输出外部干扰信号，使内部生成的干扰信号和外部干扰信号进行处理合并，生成调节后的干扰信号。
然后预定的信号和调节后的干扰信号通过输出模块输出，通过信号调理电路进行放大、滤波和数字化等处理工作，信号调理电路包括放大器、滤波器、ADC等组件，然后通过数据输出接口将采集到的信号传输到导航系统内进行测试，同时把测试数据输入至控制模块进行存储。
本实施例所述测试系统中，信号模拟器和干扰模拟器能够同时进行信号生成和干扰模拟，提高了测试的效率和准确性，同时控制模块能够对测试数据进行存储，从而能够生成有关信号质量和抗干扰能力的报告。
实施例三
本实施公开一种导航系统的测试装置，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如实施例一所述的导航系统的测试方法，具体测试方法步骤与前述实施例一相同，在此不再赘述。
实施例四
本实施例公开一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如实施例一所述的导航系统的测试方法。具体测试方法步骤与前述实施例一相同，在此不再赘述。
本申请实施例所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够读取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，数字通用光盘(DVD))或者半导体介质(例如，固态硬盘(SSD))等。计算机存储代码所形成软件可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。
在本申请各实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元或模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元或模块中。在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生实现本申请实施例所述的流程或功能。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种导航系统的测试方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、设定信号参数、信号类型参数和信号环境参数；
S2、对设定的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行限幅和整形；
S3、根据限幅和整形后的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行仿真建模，并根据建模的数据生成预定的信号；
S4、根据预定的信号生成相对应的内部干扰信号；同时根据外界的干扰信息生成外部干扰信号；
S5、将内部干扰信号和外部干扰信号进行处理生成调节后的干扰信号；
S6、将预定的信号和调节后的干扰信号输入至被测的导航系统进行测试并产生测试数据。
2.根据权利要求1所述导航系统的测试方法，其特征在于：所述对设定的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行整形是将输入的参数整形成高低电平方波信号。
3.根据权利要求2所述导航系统的测试方法，其特征在于：所述内部干扰信号的生成方式包括瞄准式干扰或阻塞式干扰或扫频式干扰或调制式干扰。
4.根据权利要求3所述导航系统的测试方法，其特征在于：所述内部干扰信号在生成过程中可进行参数调节。
5.一种导航系统的测试系统，其特征在于：包括信号发生器、控制模块、信号模拟模块、干扰模拟模块和输出模块；
所述信号发生器用于设定信号参数、信号类型参数和信号环境参数；
所述控制模块用于对设定的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行限幅和整形；
所述信号模拟模块用于根据限幅和整形后的信号参数、信号类型参数和信号环境参数进行仿真建模，并根据建模的数据生成预定的信号；
所述干扰模拟模块用于根据预定的信号生成相对应的内部干扰信号；同时根据外界的干扰信息生成外部干扰信号；将内部干扰信号和外部干扰信号进行处理生成调节后的干扰信号；
所述输出模块用于将预定的信号和调节后的干扰信号输入至被测的导航系统进行测试并产生测试数据。
6.根据权利要求5所述导航系统的测试系统，其特征在于：所述干扰模拟模块包括内部干扰配置模块、外部干扰生成模块和处理模块；
所述内部干扰配置模块用于生成内部干扰信号；
所述外部干扰生成模块用于生成外部干扰信号；
所述处理模块用于对内部干扰信号和外部干扰信号进行处理合并，生成调节后的干扰信号。
7.根据权利要求6所述导航系统的测试系统，其特征在于：所述内部干扰配置模块为导航压制干扰生成主机；
所述导航压制干扰生成主机用于根据上位机设置生成相对应的导航压制干扰信号。
8.根据权利要求6所述导航系统的测试系统，其特征在于：所述外部干扰生成模块包括信号采集模块、特征提取模块、模型建立模块和参数调整模块；
所述信号采集模块用于实时采集外部干扰信号，并进行初步处理；
所述特征提取模块用于从处理后的信号中提取反映干扰特性的干扰特征；
所述模型建立模块用于根据提取出的干扰特征，建立数学模型或机器学习模型；所述参数调整模块用于根据模型的预测结果，动态调整系统参数，对干扰进行抑制。
9.一种导航系统的测试装置，其特征在于，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-4任一项所述的导航系统的测试方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-4任一项所述的导航系统的测试方法。
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