卫星信号导航接收机的定位功能检测系统及其检测方法.pdf

本发明提供一种卫星信号导航接收机的定位功能检测系统，包括多模卫星信号模拟器和定位状态监控系统，多模卫星信号模拟器能设置输出BDS或GPS单模导航信号或多模导航信号，并由卫星信号导航接收机接收，定位状态监控系统根据所述卫星信号导航接收机的输出信息判断所述卫星信号导航接收机是否成功定位，借此来判断卫星信号导航接收机是否支持特定的导航系统。该方法可在实验室环境中完成，因此方便、可控、受外界环境影响小，且适用于基于线缆的有线测试环境和基于微波暗室的无线测试环境，能够实现卫星导航接收机BDS/GPS双模定位功能的检测，为BDS/GPS双模接收机的检测工作提供技术依据。

权利要求书
1.  一种卫星信号导航接收机的定位功能检测系统，其特征在于，包括
多模卫星信号模拟器，用于分别生成多种单模导航信号或生成多模导航信 号，以供所述卫星信号导航接收机接收；以及
定位状态监控系统，用于根据所述卫星信号导航接收机的输出信息判断所 述卫星信号导航接收机是否成功定位。

2.  如权利要求1所述的卫星信号导航接收机的定位功能检测系统，其特征 在于，还包括导航信号控制系统，用于控制所述多模卫星信号模拟器输出导航 信号的模式、功率、时间及用户位置等信息。

3.  如权利要求1所述的卫星信号导航接收机的定位功能检测系统，其特征 在于，所述多模卫星信号模拟器用于生成GPS单模导航信号、BDS单模导航信 号或者BDS/GPS双模导航信号。

4.  一种如权利要求3所述卫星信号导航接收机的定位功能检测系统的检测 方法，其特征在于，包括以下步骤：
多模卫星信号模拟器生成GPS单模导航信号；
卫星信号导航接收机接收GPS单模导航信号并通过定位状态监控系统判断 接收机是否成功定位，如能够成功定位则判定所述卫星信号导航接收机支持 GPS单模定位方式；
多模卫星信号模拟器关闭GPS单模导航信号，切换生成BDS单模导航信号；
卫星信号导航接收机接收BDS单模导航信号并通过定位状态监控系统判断 接收机是否成功定位，如能够成功定位则判定所述卫星信号导航接收机支持 BDS单模定位方式；
多模卫星信号模拟器关闭BDS单模导航信号，切换生成BDS/GPS双模导 航信号；
卫星信号导航接收机接收BDS/GPS双模导航信号并通过定位状态监控系统 判断接收机是否成功定位，如能够成功定位则判定所述卫星信号导航接收机支 持BDS/GPS双模定位方式。

5.  如权利要求4所述的卫星信号导航接收机的定位功能检测系统的检测方 法，其特征在于，生成GPS单模导航信号的场景为静态场景，设置可见卫星数 量不小于4颗，可见卫星信号功率不小于-130dBm。

6.  如权利要求4所述的卫星信号导航接收机的定位功能检测系统的检测方 法，其特征在于，生成BDS/GPS双模导航信号的场景为静态场景，设置可见的 GPS卫星数量为2颗、BDS卫星数量为3颗，可见卫星信号功率不小于-130dBm。

7.  如权利要求4所述的卫星信号导航接收机的定位功能检测系统的检测方 法，其特征在于，生成GPS单模导航信号的场景为静态场景，设置可见卫星数 量不小于4颗，可见卫星信号功率不小于-130dBm。

8.  如权利要求4所述的卫星信号导航接收机的定位功能检测系统的检测方 法，其特征在于，在所述卫星信号导航接收机的定位功能检测系统工作前，先 开启所述多模卫星信号模拟器以实现预热。

9.  如权利要求8所述的卫星信号导航接收机的定位功能检测系统的检测方 法，其特征在于，所述预热的时间为30分钟以上。

10.  如权利要求4所述的卫星信号导航接收机的定位功能检测系统的检测 方法，其特征在于，所述多模卫星信号模拟器切换生成信号前，所述卫星信号 导航接收机先执行复位操作，使所有先验导航数据和时间信息失效。

说明书卫星信号导航接收机的定位功能检测系统及其检测方法
技术领域
本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种卫星信号导航接收机的定位 功能检测系统及其检测方法。
背景技术
随着北斗卫星导航定位系统(BDS)在亚太地区实现区域性覆盖，北斗产 业得到了快速发展，支持BDS/GPS双模定位功能的各类导航接收机也成为当前 研究的热点。支持BDS/GPS双模定位功能的接收机(以下简称双模接收机)具有 以下三个特点：
1.能够支持BDS/GPS导航卫星双模联合定位模式；
2.双模工作状态下其定位精度比单模工作模式下更高；
3.能够在GPS或BDS出现异常时，利用另一个可用导航系统实现定位。
因此双模接收机支持GPS单模、BDS单模和BDS/GPS智能双模三种定位 模式，且与现有GPS单模接收机相比，这类接收机具有更强的环境适应能力。 在不久的将来，双模接收机将逐步取代GPS单模接收机，并成为相关用户的首 选产品。
根据双模接收机的特点，定位模式测试是检验接收机是否具备BDS/GPS双 模定位功能的有效方法。测试时需要检验接收机是否具备以下功能：
1.能够同时利用BDS和GPS双导航系统实现联合定位；
2.能够在无可用GPS信号时只利用BDS信号实现定位；
3.能够在无可用BDS信号时只利用GPS信号实现定位。
如能够在以上各个情况下实现定位则说明被测双模接收机具备BDS/GPS双 模定位功能。
当前导航接收机测试环境主要分为户外检测环境和模拟检测环境，在以上 两种环境中定位模式测试存在以下问题：
1.在户外环境中虽然接收机能够收到来自GPS和BDS两个系统的导航信 号，且能够将搜星情况准确显示，但用户无法准确分辨被测接收机成功定位时 所依赖的是单一导航系统还是双系统；因此在户外环境中无法被测判断接收机 定位解算时两大系统是否存在主从关系，因此也无法判断被测接收机是否能够 同时利用这两个导航系统；
2.由于无法控制两大导航系统的工作状态，因此无法判断被测接收机是否能 够在单一系统下稳定工作；
3.模拟检测环境中一般使用多模卫星信号模拟器提供导航信号，在该环境中 虽然能够人为控制两大系统的工作状态，但是仍然缺乏高效可靠地测试方法来 分辨接收机定位时所依赖的导航系统是单系统还是双系统。
综上所述，当前检测卫星导航接收机是否支持BDS/GPS双模定位功能的方 法仍无法准确判断接收机是否能够同时利用两个系统实现定位，也无法准确判 断接收机是否能在单一系统不工作时是否能够利用另一系统实现定位。
发明内容
为了解决背景技术中的技术问题，本发明提供一种卫星信号导航接收机的 定位功能检测系统，包括
多模卫星信号模拟器，用于分别生成多种单模导航信号或生成多模导航信 号，以供所述卫星信号导航接收机接收；以及
定位状态监控系统，用于根据所述卫星信号导航接收机的输出信息判断所 述卫星信号导航接收机是否成功定位。
可选的，卫星信号导航接收机的定位功能检测系统还包括导航信号控制系 统，用于控制所述多模卫星信号模拟器输出导航信号的模式、功率、时间及用 户位置等信息。
可选的，所述多模卫星信号模拟器用于生成GPS单模导航信号、BDS单模 导航信号或者BDS/GPS双模导航信号。
本发明还提供一种如上述卫星信号导航接收机的定位功能检测系统的检测 方法，包括以下步骤：
多模卫星信号模拟器生成GPS单模导航信号；
卫星信号导航接收机接收GPS单模导航信号并通过定位状态监控系统判断 接收机是否成功定位，如能够成功定位则判定所述卫星信号导航接收机支持 GPS单模定位方式；
多模卫星信号模拟器关闭GPS单模导航信号，切换生成BDS单模导航信号；
卫星信号导航接收机接收BDS单模导航信号并通过定位状态监控系统判断 接收机是否成功定位，如能够成功定位则判定所述卫星信号导航接收机支持 BDS单模定位方式；
多模卫星信号模拟器关闭BDS单模导航信号，切换生成BDS/GPS双模导 航信号；
卫星信号导航接收机接收BDS/GPS双模导航信号并通过定位状态监控系统 判断接收机是否成功定位，如能够成功定位则判定所述卫星信号导航接收机支 持BDS/GPS双模定位方式。
可选的，生成GPS单模导航信号的场景为静态场景，设置可见卫星数量不 小于4颗，可见卫星信号功率不小于-130dBm。
可选的，生成BDS/GPS双模导航信号的场景为静态场景，设置可见的GPS 卫星数量为2颗、BDS卫星数量为3颗，可见卫星信号功率不小于-130dBm。
可选的，生成GPS单模导航信号的场景为静态场景，设置可见卫星数量不 小于4颗，可见卫星信号功率不小于-130dBm。
可选的，在所述卫星信号导航接收机的定位功能检测系统工作前，先开启 所述多模卫星信号模拟器以实现预热。
可选的，所述预热的时间为30分钟以上。
可选的，所述多模卫星信号模拟器切换生成信号前，所述卫星信号导航接 收机先执行复位操作，使所有先验导航数据和时间信息失效。
本发明提供一种卫星信号导航接收机的定位功能检测系统及其检测方法， 既能通过合理设置BDS和GPS可视卫星个数分辨接收机是否能够同时利用两个 导航系统实现定位，也能准确判断接收机是否在能单系统下正常工作。该方法 可在实验室环境中完成，因此方便、可控、受外界环境影响小，且适用于基于 线缆的有线测试环境和基于微波暗室的无线测试环境，能够实现卫星导航接收 机BDS/GPS双模定位功能的检测，为BDS/GPS双模接收机的检测工作提供技 术依据。
附图说明
图1为本发明一实施例所述卫星信号导航接收机的定位功能检测系统连接 卫星信号导航接收机的检测示意图。
具体实施方式
由于当前检测卫星导航接收机是否支持BDS/GPS双模定位功能的方法仍无 法准确判断接收机是否能够同时利用两个系统实现定位，也无法准确判断接收 机是否能在单一系统不工作时是否能够利用另一系统实现定位。发明人提出一 种利用支持BDS和GPS的多模卫星导航模拟器提供可控的导航卫星信号，使得 既能通过合理设置BDS和GPS可视卫星个数分辨接收机定位时所依赖的导航系 统是单系统还是双系统，也能准确判断接收机是否在能单系统或者双系统下正 常工作。
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，使得本发明的优 点和特征更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准 的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明提供一种卫星信号导航接收机的定位功能检测系统，如图1所示， 在本实施例中，检测系统包括：支持BDS和GPS的多模卫星信号模拟器，导航 信号控制系统和定位状态监控系统。其中多模卫星信号模拟器可以生成GPS单 模导航信号、BDS单模导航信号和BDS/GPS双模导航信号；导航信号控制系统 控制多模卫星信号模拟器输出导航信号的模式、功率、时间及用户位置信息， 例如选择GPS单模检测场景、BDS单模检测场景和BDS/GPS双模检测场景； 定位状态监控系统可以根据被测接收机的输出信息判断接收机是否成功定位。
本发明还提供上述卫星信号导航接收机的定位功能检测系统的检测方法， 包括以下步骤：
(1)打开支持BDS和GPS的多模卫星信号模拟器并预热30min以上。
(2)卫星信号导航接收机开机，并执行复位操作使所有先验导航数据和时 间信息失效。
(3)多模卫星信号模拟器生成GPS单模导航信号。
(4)卫星信号导航接收机接收GPS单模导航信号并通过定位状态监控系统 判断接收机是否成功定位，如能够成功定位则判定所述卫星信号导航接收机支 持GPS单模定位方式。具体的，模拟器模拟场景通过导航信号控制系统选择GPS 单模检测场景，该场景为静态场景，仅输出GPS卫星信号，可见卫星数量不小 于4颗，可见卫星信号功率不小于-130dBm。
(5)多模卫星信号模拟器关闭GPS单模导航信号，切换生成BDS单模导 航信号。
(6)卫星信号导航接收机接收BDS单模导航信号并通过定位状态监控系 统判断接收机是否成功定位，如能够成功定位则判定所述卫星信号导航接收机 支持BDS单模定位方式。具体的，模拟器模拟场景通过导航信号控制系统选择 BDS单模检测场景，该场景为静态场景，仅输出BDS信号，可见卫星数量不小 于4颗，可见卫星信号功率不小于-130dBm。
(7)多模卫星信号模拟器关闭BDS单模导航信号，切换生成BDS/GPS双 模导航信号。
(8)卫星信号导航接收机接收BDS/GPS双模导航信号并通过定位状态监 控系统判断接收机是否成功定位，如能够成功定位则判定所述卫星信号导航接 收机支持BDS/GPS双模定位方式。具体的，模拟器模拟场景通过导航信号控制 系统选择BDS/GPS双模检测场景，该场景为静态场景，同时输出GPS和BDS 信号，开始模拟并设置可见的GPS卫星数量为2颗、BDS卫星数量为3颗，可 见卫星信号功率不小于-130dBm。
优选的，上述多模卫星信号模拟器在每次切换生成信号前，被测接收机先 执行复位操作，使所有先验导航数据和时间信息失效，以达到更好的检测效果。
下面进一步详细介绍本发明。
第一，打开支持BDS和GPS的多模卫星信号模拟器并预热30min以上。接 收机开机，并执行复位操作使所有先验导航数据和时间信息失效。接收机与定 位状态监控系统相连并保证定位状态监控系统能够正常接收接收机输出的原始 定位数据(NEMA-0183格式)。
第二，模拟器模拟场景选择GPS单模检测场景，该场景为静态场景，场景 中设置模拟时间及停止时间(如2014年2月1日00h00min-2014年2月1日 00h30min)、选择卫星导航信号相应的导航频点(如GPS的L1、L2)、设置坐标 经纬度值(如N31°、E121°)；启动模拟器且保证仅输出GPS卫星信号，可见卫 星数量不小于4颗，可见卫星信号功率不小于-130dBm。卫星信号接入接收机并 通过定位状态监控系统确定接收机是否能成功定位，如能够成功定位则判定接 收机支持GPS单模定位方式。
第三，关闭GPS单模检测场景，切换模拟场景为BDS单模检测场景，该场 景为静态场景，场景中设置模拟时间及停止时间(如2014年2月1日 00h00min-2014年2月1日00h30min)、选择卫星导航信号相应的导航频点(如 BDS的B1、B2)、设置坐标经纬度值(如N31°、E121°)；启动模拟器且保证仅 输出BDS信号，可见卫星数量不小于4颗，可见卫星信号功率不小于-130dBm。 卫星信号接入接收机并通过定位状态监控系统判断接收机是否成功定位，如能 够定位则接收机支持BDS单模定位方式。
第四，接收机执行复位操作使所有先验导航数据和时间信息失效。
第五，关闭BDS单模检测场景，切换模拟场景为BDS/GPS智能双模检测 场景，该场景为静态场景，场景中设置模拟时间及停止时间(如2014年2月1 日00h00min-2014年2月1日00h30min)、选择卫星导航信号相应的导航频点(如 BDS的B1、B2，GPS的L1、L2)、设置坐标经纬度值(如N31°、E121°)；启 动模拟器且保证同时输出GPS和BDS信号，可见的GPS卫星数量为2颗、BDS 卫星数量为3颗，可见卫星信号功率不小于-130dBm。卫星信号接入接收机并通 过定位状态监控系统判断接收机是否成功定位，如能够成功定位则接收机支持 BDS/GPS智能双模工作模式。
最后，根据以上检测结果，如接收机同时支持GPS单模、BDS单模和 BDS/GPS智能双模定位方式则判定接收机具备BDS/GPS双模定位功能。
本发明提供一种卫星信号导航接收机的定位功能检测系统及其检测方法， 既能通过合理设置BDS和GPS可视卫星个数分辨接收机是否能够同时利用两个 导航系统实现定位，也能准确判断接收机是否在能单系统下正常工作。该方法 可在实验室环境中完成，因此方便、可控、受外界环境影响小，且适用于基于 线缆的有线测试环境和基于微波暗室的无线测试环境，能够实现卫星导航接收 机BDS/GPS双模定位功能的检测，为BDS/GPS双模接收机的检测工作提供技 术依据。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明 的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其 等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。