GNSS抗干扰测试系统

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系统概述

由于电磁环境日益复杂,涉及人身和财产安全应用的卫星导航接收机,其抗干扰性能成为用户密切关注的问题。为了掌握卫星导航接收

机在真实应用环境下的抗干扰性能,需要构建电磁应用环境,在接近真实的应用环境下做卫星导航接收机抗干扰性能测试。综合成本和

使用效能,基于相关应用场景模型、高性能电子仪器和微波暗室的半实物仿真测试系统是最优的解决方案。Jamming StudioTM是基于

半实物仿真的测试系统,其控制和分析软件是整个系统的核心,该软件采用数字式仿真技术以及基于脚本的仪表驱动技术,整合卫星信

号模拟器、通用矢量信号发生器、微波暗室、转台或姿态模拟器、天线塔等构建卫星导航半实物仿真系统。通过一系列模型,精确复现

被测试卫星导航接收机的复杂电磁应用环境,并全自动完成卫星导航接收机抗干扰性能的测试数据采集和分析,使用接收机有效载噪比

或用户定义指标作为抗干扰性能指标。测试和实用结果表明,基于该软件的测试系统能够得到卫星导航接收机在真实应用环境下的干信

比与有效载噪比的关系曲线等卫星导航接收机抗干扰性能指标,从而为北斗等卫星导航接收机设计师提供较大的参考与使用价值。

用途:

1抗干扰算法验证

2抗干扰接收机和抗干扰天线(CRPA)性能测试

功能特点

  • 半实物仿真也称为硬件再回路仿真,可弥补外场试验模拟系统试验耗费大、组织实施复杂、安全性低和全数字式仿真系统无法

完整、真实地反映现实复杂电磁环境等问题的不足。基于该软件的测试系统具有研制周期短、质量高、成本低等优点,是产品

研发和验证的有力支撑。

  • 丰富的测试场景模型库可以节约用户设置和调试测试系统时间。将被测试卫星导航接收机按照应用环境和工作状态分为几大类,

每大类建立详细的测试场景库,用户只要简单几步操作,就可以快速建立测试场景,节约测试时间,提高测试效率。

  • 该测试平台使用了数字仿真与仪表的脚本驱动等关键技术。其中,数字仿真技术实现外场实测数据的暗室复现,突破外场测试

不同重复的难题;仪表的脚本驱动技术实现远程可控、干扰样式可变、干扰功率可调的复杂电磁环境,突破常规仪表驱动技术

的局限。

  • 提供完善的“抗干扰测试场景”数据库,完善的交钥匙产品和服务。开放的场景编辑界面、用户可针对不同类型GNSS接收机的抗

干扰测试要求,自行编辑扩充“抗干扰测试场景”。

  • 整合卫星信号模拟器、矢量信号发生器发生器、姿态模拟器或转台、开关矩阵、天线塔的控制功能,具有复杂电磁干扰信号的模

拟与发射、导航信号的模拟与发射、导航接收机的运行轨迹和姿态模拟、图形化显示抗干扰性能测试结果等功能。

  • 采用成熟的模块化和平台化设计,可灵活配置系统软硬件,便于扩充系统应用,保护设备投资。
  • 东信微波具有三十年历史。

测试场景数据库

该系统的核心设计思想是基于被测试接收机应用场景,根据应用场景的模型,驱动对应仪器,创建接近真实的电磁环

境,完成卫星导航接收机的性能测试。

卫星导航接收机种类繁多,应用的场合也多种多样,不同的接收机所处的电磁环境也情况各异。比如车载的卫星导航

接收机在高楼林立的城市间穿梭,多径效应明显,如机载的卫星导航接收机由于运动速度较高,多普勒效应相对就会

明显,船载的卫星导航接收机会受到类似白噪声的海杂波影响。在复杂的电子战环境下,收到的干扰也有较大区别,

有压制性干扰信号也有欺骗式干扰信号。

因此很难用一种标准化的方法完成各类不同卫星导航接收机的抗干扰性能测试。针对不同的接收机种类,分类进行导

航电磁环境重建和干扰信号产生是非常必要的,在抗干扰接收机测试系统中,抗干扰测试应用场景的构建并不是随意

的,核心的工作是根据被测试卫星导航接收机的应用环境,合理划分不同卫星导航接收机应用环境类型,并且按照不

同的应用环境,产生对应的卫星导航信号和匹配相应的干扰信号,并控制接收机姿态,从而可以接近真实的电磁应用

环境,确保相应的测试结果真实可信。

本方案按照接收机载具的不同,将北斗抗干扰接收机分为四个大类,就是机载、船载、车

载、自定义。根据每一大类测试场景,分别控制卫星信号模拟器、干扰信号发生器、干扰

天线塔、转台、微波开关矩阵等一系列仪器和设备,自动产生导航信号、干扰信号、

控制接收机姿态,每一系列设备控制、信号采集和结果分析对应被测卫星导航接收机的一

个应用环境,将用户从复杂的测试设定中解放出来,使用户可以更多的投入到改进产品设

计和提高产品品质的工作中。

以机载卫星导航接收机测试场景库为例,考虑的测试场景有

飞机的性能: 超音速、亚音速

飞机的运动:仰头、低头、左倾斜、右倾斜、起飞、着陆、加速、减速、横滚等。

飞机面临的电磁干扰:有来自地面的电磁干扰和空中的电磁干扰,地面的电磁干扰主要包

括包括由于无线频谱资源的日益紧张,其他系统的频谱落入到机载导航系统频带内造成的

无意电磁干扰和对机载导航系统实施特定的有意电磁干扰;空间电磁干扰主要由空间电磁

辐射、静电电磁辐射等组成。

测试场景举例:飞机减速、下降高度准备着陆。初始方位角30度固定式CW干扰信号源,

初始方位角100度固定式LTE干扰信号,初始方位角210度直线运动式假高程信息GPS干

扰信号。

系统结构

暗室布局

系统设备配置清单

配置导航天线阵列和干扰天线阵列的微波暗室 1间
天线塔和控制器 4至8台套(数量可根据需求配置)
Jamming StudioTM抗干扰测试系统软件 1套
多输出卫星导航信号模拟器 1台
记录回放测试仪 1台
矢量信号发生器 4至8台(数量可根据需求配置)
多制式单输出卫星信号模拟器 1台
开关矩阵 1套
转台和姿态模拟器及控制器 1套
高性能工作站 1台