北斗RDSS入站接收机测量方法研究

张静; 杨志强; 梁桂海

doi:10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0259

北斗RDSS入站接收机测量方法研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0259

张静^1,,
杨志强^2, ,,
梁桂海³

1.
国家知识产权局专利局，北京 100088
2.
中国计量科学研究院，北京 100029
3.
中国电子科技集团第十研究所，成都 610036

详细信息

作者简介:
张静（1979-），国家知识产权局专利局审查员，研究方向：卫星定位导航、雷达技术等，邮箱：zhangjing_10@cnipa.gov

通讯作者:
杨志强（1980-），中国计量科学研究院副研究员，研究方向：时间频率计量，邮箱：yangzq@nim.ac.cn

中图分类号: TB939
计量
- 文章访问数: 542
- HTML全文浏览量: 188
- PDF下载量: 64
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2022-11-02
- 录用日期: 2022-11-23
- 修回日期: 2023-02-20
- 网络出版日期: 2023-03-02
- 刊出日期: 2023-02-18

Research on Measurement Method of BeiDou RDSS Inbound Receiver

1.
Patent Office of China National Intellectual Property Administration, Beijing 100088, China
2.
National Institute of Metrology, Beijing 100029, China
3.
The 10^th Institute of China Technology Group Corporation, Chengdu 610036, China

摘要

摘要: 北斗卫星导航系统在全球范围内的应用越来越广泛，随着北斗卫星导航系统的广泛使用和推广，北斗卫星导航系统用户终端的计量测试也愈发重要，掌握科学准确的测量方法是北斗用户终端质量保障的重中之重。根据北斗RDSS入站接收机的计量特性，提出了相应参数的测量方法，开展了北斗RDSS入站接收机的频率、功率、载波抑制误差、相位调制误差和双向设备时延的测量实验，测量结果表明被测RDSS入站接收机的计量特性正常，同时验证了测量方法的正确及合理性。
- 计量学 /
- 北斗卫星导航系统 /
- 北斗RDSS /
- 接收机 /
- 信号发生器 /
- 终端
Abstract: BeiDou Satellite Navigation System (BDS) application is spreading worldwide. With the comprehensive promotion of BDS, the measurement of BDS terminals (receivers) is becoming increasingly important. Mastering scientific and accurate measurement methods is a top priority for the quality assurance of BeiDou receivers. This paper proposes a measurement method of corresponding parameters based on the measurement characteristics of the BeiDou Radio Determination Satellite Service (RDSS) incoming receiver. The measurement experiments of frequency, power, carrier suppression error, phase modulation error and bidirectional delay of the RDSS inbound receiver were conducted. The experimental results showed that the measured RDSS inbound receiver has typical measurement characteristics. The correctness and rationality of the measurement method were also verified.
- metrology /
- BeiDou navigation satellite system /
- BeiDou RDSS /
- receiver /
- signal generator /
- terminal

HTML全文

图 1 RDSS入站接收机基本结构和工作原理

Figure 1. Basic structure and working principle of RDSS inbound receiver

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 频率测量校准示意图

Figure 2. Schematic diagram of frequency measurement calibration

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 3 功率测量校准示意图

Figure 3. Schematic diagram of power measurement calibration

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 4 载波抑制和相位调制误差校准示意图

Figure 4. Schematic diagram of carrier suppression and phase modulation error calibration

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 5 双向设备时延定标示意图

Figure 5. Schematic diagram of bidirectional device delay calibration

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 6 双向设备时延校准示意图

Figure 6. Schematic diagram of bidirectional device delay calibration

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 7 矢量信号分析仪捕获入站信号测量连接图

Figure 7. Connection diagram of vector signal analyzer capturing inbound signal measurement

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 标准设备列表

Table 1. List of simulator calibration devices and instruments

序号	仪器名称	仪器型号	仪器编号	校准时间
1	矢量信号发生器	M9381A	MY53110776	2021年03月03日
2	矢量信号分析仪	FPS	101124	2021年01月09日
3	参考北斗RDSS用户机	GX270T	02135654	2020年12月21日
4	参考频率源	VCH-1008	01514	2021年05月17日
5	峰值功率计	N1911A	MY55416002	2021年09月02日
6	通用计数器	53230A	MY50002568	2021年09月11日

下载: 导出CSV

表 2 频率测量结果

Table 2. Frequency measurement results

标准值/MHz	测得值/MHz	频率偏差/Hz	不确定度（k=2）/Hz
1615.67	1615.670008060	8.060	0.10
1615.675	1615.675008012	8.012	0.10
1615.68	1615.680008003	8.003	0.10
1615.685	1615.685008057	8.057	0.10
1615.69	1615.690008050	8.050	0.10

下载: 导出CSV

表 3 功率测量结果

Table 3. Power measurement results

标准值/dBm	测得值/dBm	功率偏差/dB	不确定度（k=2）/dB
5	4.9	−0.1	0.8
0	0.1	0.1	0.8
−5	−5.1	−0.1	0.8
−10	−10.1	−0.1	0.8
−15	−15.2	−0.2	0.8

下载: 导出CSV

表 4 相位调制误差测量结果

Table 4. Phase modulation error measurement results /°

标准值	测得值	测量偏差	不确定度（k=2）
1	1.3	0.3	0.5
3	3.1	0.1	0.5
5	4.5	−0.5	0.5
10	9.0	−1.0	0.5
15	13.5	−1.5	0.5

下载: 导出CSV

表 5 载波抑制测量结果

Table 5. Carrier suppression measurement results /dB

标准值	测得值	测量偏差	不确定度（k=2）
20	21.8	1.8	0.6
25	25.9	0.9	0.6
30	31.2	1.2	0.6
35	36.4	1.4	0.6
40	41.4	1.4	0.6

下载: 导出CSV

表 6 双向时延测量结果

Table 6. Bidirectional delay measurement results

标准值/ms	测得值/ms	测量偏差/ns	不确定度（k=2）/ns
0.999800	0.9998009	0.9	1.0
0.999900	0.999908	0.8	1.0
1.000000	1.0000006	0.6	1.0
1.000100	1.0001008	0.8	1.0
1.000200	1.0002010	1.0	1.0

下载: 导出CSV

参考文献(25)

[1]	杨元喜. 北斗卫星导航系统的进展、贡献与挑战[J]. 测绘学报, 2010(1): 15-18.
[2]	孙家栋. 北斗卫星导航系统发展之路[J]. 太空探索, 2010(7): 30-32.
[3]	谭述森. 北斗卫星导航系统的发展与思考[J]. 宇航学报, 2008(2): 33-36.
[4]	谭述森. 北斗系统创新发展与前景预测[J]. 测绘学报, 2017(10): 21-25.
[5]	陈忠贵, 武向军. 北斗三号卫星系统总体设计[J]. 南京航空航天大学学报, 2020(6): 25-29.
[6]	范世雄, 潘路平, 马颖. 基于北斗导航的民航技术应用体系[J]. 民航学报, 2021(1): 13-15.
[7]	缪新育, 胡昌军. 卫星共视技术在通信同步设备检测中的应用研究[J]. 计量科学与技术, 2021, 65(4): 19-21,13.
[8]	赵树强, 许爱华, 张荣之, 等. 北斗一号卫星导航系统定位算法及精度分析[J]. 全球定位系统, 2008(1): 22-24.
[9]	蔡洪亮, 孟轶男, 耿长江, 等. 北斗三号全球导航卫星系统服务性能评估: 定位导航授时、星基增强、精密单点定位、短报文通信与国际搜救[J]. 测绘学报, 2021(4): 31-35.
[10]	张舒黎, 石元兵, 王雍. 北斗短报文通信安全研究[J]. 通信技术, 2019(11): 24-26.
[11]	李晓克, 龚文斌, 林宝军, 等. 北斗全球短报文和区域短报文接收融合研究[J]. 电子设计工程, 2019(16): 15-18.
[12]	陈俊平, 张益泽, 周建华, 等. 分区综合改正: 服务于北斗分米级星基增强系统的差分改正模型[J]. 测绘学报, 2018(9): 27-31.
[13]	陈俊平, 王阿昊, 张益泽, 等. 北斗广域差分分米级定位的分区切换算法[J]. 测绘学报, 2019(7): 45-49.
[14]	焦诚, 窦长江, 樊家琛, 等. 基于卫星导航 RNSS/RDSS 组合业务的三星定位算法[J]. 兵器装备工程学报, 2016(8): 13-16.
[15]	林红磊, 牟卫华, 王飞雪. 卫星导航系统信号模拟器通道零值标定方法研究[J]. 导航定位学报, 2013(4): 21-25.
[16]	庞晶, 张勇虎, 占建伟, 等. 北斗RDSS用户机测试系统关键技术研究[J]. 宇航计测技术, 2016(4): 31-34.
[17]	贾超广, 肖海霞. 基于卫星信号模拟器的北斗接收机性能测试与分析[J]. 导航定位学报, 2013(4): 24-27.
[18]	李超, 朱陵凤, 张益青, 等. 北斗区域卫星导航系统用户终端测试系统性能检核方法[J]. 全球定位系统, 2016(6): 44-46.
[19]	梁坤, 方维, 顾杨义, 等. 远程时间传递与溯源方法、装置及体系[J]. 计量科学与技术, 2021, 65(4): 3-13.
[20]	张桂华, 陈锡春. 北斗用户设备测试系统的设计与实现[J]. 电子测量与仪器学报, 2009(1): 24-28.
[21]	靳浩元, 刘军. 测量不确定度的评定方法及应用研究[J]. 计量科学与技术, 2021, 65(5): 124-131.
[22]	苏腾, 郭敏, 刘贵斌, 等. 信号源端口电压驻波比测量方法研究[J]. 计量科学与技术, 2022, 66(7): 33-37.
[23]	赵莎,卢达,孟静,等. 时间频率远程校准在电力系统中的应用[J]. 计量科学与技术, 2021, 65(4): 14-18.
[24]	徐昱,苏泽,李银轩. 基于卫星共视原子钟驯服法的远程时间溯源技术研究[J]. 计量科学与技术, 2021, 65(4): 35-39.
[25]	丁超,范军华,郁黎,等. 基于NIMDO时间频率计量标准的构建[J]. 计量科学与技术, 2021, 65(7): 3-8.