北斗接收机测试方法研究

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随着我国北斗卫星导航系统的蓬勃发展,导航终端类型多种多样,人们对终端的性能要求不断提高,终端性能的评价愈发依赖于行业内标准测试[1]。而现有北斗测试规范仅规定了通用接收机的测试方法[2],无法全面满足典型应用下接收机的针对性测试需求。因此,建立科学评价典型性接收机的测试方法已成为测试领域的关键问题。本文重点对城市应用接收机和辅助北斗(A-BDS)接收机测试的关键技术展开研究:1)针对传统指标测试无法定量评价[3]的城市应用环境,本文提出基于场景用例的测试新模式,主要解决真实信号统计特性的研究、典型场景的选择等关键技术。具体的,本文提出基于信号遮挡情况(无遮挡、遮挡、堵塞)的混合高斯马尔科夫统计建模方法,对上海地区城市峡谷、高架、郊区三类环境信号采集分析建模,模型数据与实际数据仿真比较表明,吻合度均在85%以上,证明模型可用性。文章从统计模型中提取场景特征参数,确定场景典型性,结果显示城市峡谷与高架距离最远,郊区与另两个场景都有关联性,不具有典型区分度。因此,文章确立城市峡谷、高架为典型场景用例。文章最后给出了普通接收机在城市峡谷、高架场景中的定位精度理论值,分别为18.50m、54.74m,可作城市应用接收机测试的性能指标参考。这些研究为模拟器环境信号特性仿真设计提供研究思路,也为典型测试场景集的选取提供方法依据[4]。2)针对刚刚起步尚未建立标准测试规范的A-BDS技术,本文依据辅助全球定位(A-GNSS)国际标准协议3GPP TS 36.171,确立A-BDS的性能标准测试,为A-BDS进入3GPP协议提供理论研究基础。本文根据3GPP A-GPS测试场景元素的定义方法推导了A-BDS测试场景元素。针对北斗系统异于GPS系统的星座构成和信号格式特点,提出了A-BDS测试场景空间星座中必须包含1颗GEO卫星;设计A-BDS粗时辅助灵敏度指标为-138dBm,精时辅助GEO卫星和NGEO卫星的灵敏度值,分别为-142 dBm、-147 dBm;Matlab仿真表明在95%的检测概率条件下,北斗灵敏度指标虚警概率优于GPS。文章最后给出了支撑3GPP协议的A-BDS标准测试场景,并对每个场景进行接收机实际测试。测试结果表明设计的A-BDS测试方法满足3GPP要求,测试方法可作为A-BDS进入3GPP协议的标准提案。
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