本發(fā)明屬于測試方法，具體涉及一種衛(wèi)星導(dǎo)航多波束抗干擾測試方法。

背景技術(shù)：

到達(dá)衛(wèi)星用戶終端的衛(wèi)星導(dǎo)航信號及其微弱，容易受到有意或無意的干擾。為了提高衛(wèi)星用戶終端對復(fù)雜電磁環(huán)境的適應(yīng)性，各國軍方均對衛(wèi)星用戶終端抗干擾能力提出了明確需求。

近幾年來，國內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備在自適應(yīng)調(diào)零、波束形成、慣性輔助等抗干擾技術(shù)發(fā)展迅速，關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)突破，正在進(jìn)行工程化應(yīng)用適應(yīng)性改進(jìn)，多個(gè)武器型號抗干擾衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入工程研制階段。衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備研制過程中，需要針對抗干擾技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)抗干擾性能試驗(yàn)方法，對終端的抗干擾性能進(jìn)行測試和評定。國外對抗干擾技術(shù)及其相應(yīng)的測試與評定技術(shù)起步早、技術(shù)先進(jìn)，形成了行之有效的測試與評定體系。但國外軍用衛(wèi)星用戶終端抗干擾測試與評定方法屬于技術(shù)秘密，不對外公布。

目前衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備抗干擾測試方法是通用抗干擾測試方法，如專利CN103001706A公開了一種衛(wèi)星抗干擾調(diào)零天線的室內(nèi)測試方法，航標(biāo)QJ彈載衛(wèi)星導(dǎo)航裝置抗壓制式干擾性能外場測試規(guī)范，規(guī)定了彈載衛(wèi)星導(dǎo)航裝置抗壓制式干擾性能外場測試的基本要求、測試項(xiàng)目、測試方法和評定方法等內(nèi)容，主要適用于自適應(yīng)調(diào)零、空時(shí)自適應(yīng)等抗干擾技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種衛(wèi)星導(dǎo)航多波束抗干擾測試方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種衛(wèi)星導(dǎo)航多波束抗干擾測試方法，其中，包括下述步驟：

步驟一：設(shè)置測試環(huán)境；

步驟二：固定波束測試；

步驟三：波束跟蹤測試。

如上所述的一種衛(wèi)星導(dǎo)航多波束抗干擾測試方法，其中，所述的步驟一包括：

建立測試暗室，在暗室中間位置設(shè)置三軸旋轉(zhuǎn)裝置，該旋轉(zhuǎn)裝置用于放置衛(wèi)星接收天線，該衛(wèi)星接收天線還與衛(wèi)星定位和導(dǎo)航設(shè)備連接；衛(wèi)星接收天線、衛(wèi)星定位和導(dǎo)航設(shè)備共同組成被測試設(shè)備；在暗室設(shè)置數(shù)據(jù)發(fā)射裝置，該數(shù)據(jù)發(fā)射裝置模擬天上的衛(wèi)星，數(shù)據(jù)發(fā)射裝置的數(shù)量不少于8個(gè)，PDOP值不大于4，設(shè)置時(shí)建立以衛(wèi)星接收天線為基準(zhǔn)的空間坐標(biāo)，并保證赤道以北至少有1個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)射裝置，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)射裝置模擬RNSS類型北斗衛(wèi)星時(shí)，保證到達(dá)衛(wèi)星接收天線口面的衛(wèi)星信號功率一般不低于-130dBm；當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)射裝置模擬于RDSS類型北斗用戶設(shè)備，到達(dá)衛(wèi)星接收天線口面的衛(wèi)星信號功率一般不低于-124.6dBm。

如上所述的一種衛(wèi)星導(dǎo)航多波束抗干擾測試方法，其中，所述的步驟一的測試暗室還包括干擾信號發(fā)射天線，該干擾信號發(fā)射天線與衛(wèi)星接收天線的距離滿足遠(yuǎn)場條件。

如上所述的一種衛(wèi)星導(dǎo)航多波束抗干擾測試方法，其中，所述的步驟二包括：

(a)將衛(wèi)星接收天線安裝在暗室三軸旋轉(zhuǎn)裝置上；

(b)暗室中的一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)射裝置發(fā)射一個(gè)衛(wèi)星信號；

(c)啟動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備；

(d)測試設(shè)備向衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備裝訂衛(wèi)星接收天線的初始位置信息、波束指向方向和三軸旋轉(zhuǎn)裝水平旋轉(zhuǎn)角速率；

(e)待衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備捕獲并穩(wěn)定跟蹤到數(shù)據(jù)發(fā)射裝置發(fā)射的衛(wèi)星信號后，按照測試設(shè)備向衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備裝訂的角速率，沿三軸旋轉(zhuǎn)裝置水平方向旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星接收天線并啟用波束跟蹤指令；

(f)通過衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備輸出信號的載噪比變化情況，分析波束跟蹤性能是否正常，當(dāng)波束跟蹤正常時(shí)，增加水平旋轉(zhuǎn)角速率，重復(fù)步驟d)～f)，直到當(dāng)前衛(wèi)星信號無波束增益；當(dāng)波束跟蹤不正常時(shí)，降低水平旋轉(zhuǎn)角速率，重復(fù)步驟d)～f)，直到當(dāng)前衛(wèi)星信號波束增益正常。

如上所述的一種衛(wèi)星導(dǎo)航多波束抗干擾測試方法，其中，所述的步驟三包括：

(a)按照具體的測試要求，設(shè)置干擾信號發(fā)射天線的位置和數(shù)量；

(b)完成干擾信號來向的信號衰減標(biāo)定，多干擾測試時(shí)，每個(gè)干擾信號來向的信號衰減單獨(dú)標(biāo)定；

(c)關(guān)閉干擾機(jī)；

(d)多個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)射裝置發(fā)射多個(gè)衛(wèi)星信號；

(e)開啟三軸旋轉(zhuǎn)裝置上的衛(wèi)星導(dǎo)航裝置；

(f)裝訂衛(wèi)星接收天線的初始位置信息和三軸旋轉(zhuǎn)裝水平旋轉(zhuǎn)角速率；

(g)待首次定位時(shí)間到達(dá)后，按照測試設(shè)備向衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備裝訂的角速率，沿三軸旋轉(zhuǎn)裝置水平方向旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星接收天線并啟用波束跟蹤指令；

(h)開啟干擾機(jī)，將預(yù)設(shè)的抗干擾技術(shù)指標(biāo)換算為等效的干擾功率，并通過干擾信號發(fā)射天線發(fā)射；

(i)實(shí)時(shí)記錄被測試設(shè)備輸出結(jié)果，并觀察導(dǎo)航精度是否滿足技術(shù)指標(biāo)要求，若衛(wèi)星導(dǎo)航裝置導(dǎo)航精度不滿足技術(shù)指標(biāo)要求，執(zhí)行步驟(j)，若衛(wèi)星導(dǎo)航裝置導(dǎo)航精度能夠滿足技術(shù)指標(biāo)要求，執(zhí)行步驟(k)；

(j)關(guān)閉干擾機(jī)，逐步降低干擾信號功率，重復(fù)執(zhí)行步驟(h)～步驟(j)，進(jìn)行再次測試，記錄衛(wèi)星導(dǎo)航裝置導(dǎo)航精度能夠滿足技術(shù)指標(biāo)時(shí)能夠承受的最大干擾信號功率為P_gi；

(k)逐步增強(qiáng)干擾信號功率，重復(fù)執(zhí)行步驟(h)～步驟(k)，進(jìn)行再次測試，再次測試，記錄衛(wèi)星導(dǎo)航裝置導(dǎo)航精度能夠滿足技術(shù)指標(biāo)時(shí)能夠承受的最大干擾信號功率為P_gi。

本發(fā)明的效果是：

(1)實(shí)現(xiàn)了對衛(wèi)星導(dǎo)航多波束指向和抗干擾兩種性能測試的兼顧：在暗室進(jìn)行一次場景布置，通過控制衛(wèi)星星座模擬器發(fā)射衛(wèi)星信號的數(shù)量，進(jìn)行固定波束測試、波束跟蹤測試和抗干擾性能測試，實(shí)現(xiàn)了對衛(wèi)星導(dǎo)航多波束指向和抗干擾兩種性能測試的兼顧。

(2)實(shí)現(xiàn)了對衛(wèi)星導(dǎo)航多波束抗干擾測試覆蓋率與測試時(shí)長的兼顧：在干擾場景設(shè)計(jì)方面，干擾相對被測終端的入射方位角、俯仰角有多種不同的組合，組成不同的干擾場景，依據(jù)《彈載衛(wèi)星定位裝置抗壓制式干擾性能外場測試規(guī)范》需要設(shè)計(jì)幾百種干擾場景，本發(fā)明先對固定波束和波束跟蹤性能進(jìn)行測試，在干擾場景設(shè)計(jì)可以依據(jù)這兩個(gè)性能選擇干擾入射方位角、俯仰角和旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)角速率，將干擾場景減少一個(gè)數(shù)量級。

(3)提高了衛(wèi)星導(dǎo)航多波束抗干擾測試的科學(xué)合理性：衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備安裝載體工作過程中往往處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，干擾距離、干擾方向同時(shí)處于連續(xù)變化狀態(tài)，對衛(wèi)星接收天線施加一定速率的角運(yùn)動(dòng)，模擬載體姿態(tài)變化，考核角運(yùn)動(dòng)對于抗干擾性能的影響，綜合考慮被測設(shè)備載體運(yùn)動(dòng)軌跡、多波束寬度、施加干擾方式等因素，確保了測試結(jié)果的科學(xué)合理性。

(4)實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星導(dǎo)航多波束抗干擾測試的可重復(fù)性和可對比性：由于室外真實(shí)情況不同時(shí)間段衛(wèi)星分布不同，衛(wèi)星導(dǎo)航裝置在不同場景、不同時(shí)間表現(xiàn)出的抗干擾性能不一致，在暗室布置某一時(shí)刻典型星況，確保了衛(wèi)星導(dǎo)航多波束抗干擾測試的真實(shí)性，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星導(dǎo)航多波束抗干擾測試的可重復(fù)性和可對比性。

附圖說明

圖1模擬星源布局位置示意圖；

圖2固定波束和波束跟蹤圖測試示意圖；

圖3三干擾場景示意圖。

具體實(shí)施方式

一種衛(wèi)星導(dǎo)航多波束抗干擾測試方法，包括下述步驟：

步驟一：設(shè)置測試環(huán)境

建立測試暗室，在暗室中間位置設(shè)置三軸旋轉(zhuǎn)裝置，該旋轉(zhuǎn)裝置用于放置衛(wèi)星接收天線，該衛(wèi)星接收天線還與衛(wèi)星定位和導(dǎo)航設(shè)備連接；衛(wèi)星接收天線、衛(wèi)星定位和導(dǎo)航設(shè)備共同組成被測試設(shè)備；在暗室設(shè)置數(shù)據(jù)發(fā)射裝置，該數(shù)據(jù)發(fā)射裝置模擬天上的衛(wèi)星，數(shù)據(jù)發(fā)射裝置的數(shù)量不少于8個(gè)，PDOP值不大于4，設(shè)置時(shí)建立以衛(wèi)星接收天線為基準(zhǔn)的空間坐標(biāo)，并保證赤道以北至少有1個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)射裝置，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)射裝置模擬RNSS類型北斗衛(wèi)星時(shí)，保證到達(dá)衛(wèi)星接收天線口面的衛(wèi)星信號功率一般不低于-130dBm；當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)射裝置模擬于RDSS類型北斗用戶設(shè)備，到達(dá)衛(wèi)星接收天線口面的衛(wèi)星信號功率一般不低于-124.6dBm。

該測試暗室中還設(shè)置干擾信號發(fā)射天線，該干擾信號發(fā)射天線與衛(wèi)星接收天線的距離滿足遠(yuǎn)場條件。

內(nèi)場測試在暗室中進(jìn)行，暗室中多顆衛(wèi)星信號應(yīng)通過多個(gè)發(fā)射天線獨(dú)立發(fā)射，相對被測北斗用戶設(shè)備的衛(wèi)星信號分布應(yīng)與某一時(shí)刻典型空域的真實(shí)外場場景基本一致，并保證赤道以北至少有1顆衛(wèi)星，衛(wèi)星總個(gè)數(shù)不少于8顆，PDOP值不大于4，如圖1所示，衛(wèi)星星座模擬器可根據(jù)北斗用戶設(shè)備實(shí)際應(yīng)用時(shí)的動(dòng)態(tài)條件，對模擬衛(wèi)星信號施加適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)，對于RNSS類型北斗用戶設(shè)備，到達(dá)衛(wèi)星接收天線口面的衛(wèi)星信號功率一般不低于-130dBm；對于RDSS類型北斗用戶設(shè)備，到達(dá)衛(wèi)星接收天線口面的衛(wèi)星信號功率一般不低于-124.6dBm。抗干擾測試過程中，干擾信號發(fā)射天線、衛(wèi)星信號發(fā)射天線距離被測北斗用戶設(shè)備的距離需滿足遠(yuǎn)場條件。

步驟二：固定波束測試

固定波束測試包括下述步驟：

(a)將衛(wèi)星接收天線安裝在暗室三軸旋轉(zhuǎn)裝置上；

(b)暗室中的一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)射裝置發(fā)射一個(gè)衛(wèi)星信號；

(c)啟動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備；

(d)測試設(shè)備向衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備裝訂衛(wèi)星接收天線的初始位置信息、波束指向方向和三軸旋轉(zhuǎn)裝水平旋轉(zhuǎn)角速率；

(e)待衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備捕獲并穩(wěn)定跟蹤到數(shù)據(jù)發(fā)射裝置發(fā)射的衛(wèi)星信號后，按照測試設(shè)備向衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備裝訂的角速率，沿三軸旋轉(zhuǎn)裝置水平方向旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星接收天線并啟用波束跟蹤指令；

(f)通過衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備輸出信號的載噪比變化情況，分析波束跟蹤性能是否正常，當(dāng)波束跟蹤正常時(shí)，增加水平旋轉(zhuǎn)角速率，重復(fù)步驟d)～f)，直到當(dāng)前衛(wèi)星信號無波束增益；當(dāng)波束跟蹤不正常時(shí)，降低水平旋轉(zhuǎn)角速率，重復(fù)步驟d)～f)，直到當(dāng)前衛(wèi)星信號波束增益正常。

記錄上述過程產(chǎn)生的全部數(shù)據(jù)；

步驟三：波束跟蹤測試

波束跟蹤測試包括下述步驟：

(a)按照具體的測試要求，設(shè)置干擾信號發(fā)射天線的位置和數(shù)量；

(b)完成干擾信號來向的信號衰減標(biāo)定，多干擾測試時(shí)，每個(gè)干擾信號來向的信號衰減單獨(dú)標(biāo)定；

(c)關(guān)閉干擾機(jī)；

(d)多個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)射裝置發(fā)射多個(gè)衛(wèi)星信號；

(e)開啟三軸旋轉(zhuǎn)裝置上的衛(wèi)星導(dǎo)航裝置；

(f)裝訂衛(wèi)星接收天線的初始位置信息和三軸旋轉(zhuǎn)裝水平旋轉(zhuǎn)角速率；

(g)待首次定位時(shí)間到達(dá)后，按照測試設(shè)備向衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備裝訂的角速率，沿三軸旋轉(zhuǎn)裝置水平方向旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星接收天線并啟用波束跟蹤指令；

(h)開啟干擾機(jī)，將預(yù)設(shè)的抗干擾技術(shù)指標(biāo)換算為等效的干擾功率，并通過干擾信號發(fā)射天線發(fā)射；

(i)實(shí)時(shí)記錄被測試設(shè)備輸出結(jié)果，并觀察導(dǎo)航精度是否滿足技術(shù)指標(biāo)要求，若衛(wèi)星導(dǎo)航裝置導(dǎo)航精度不滿足技術(shù)指標(biāo)要求，執(zhí)行步驟(j)，若衛(wèi)星導(dǎo)航裝置導(dǎo)航精度能夠滿足技術(shù)指標(biāo)要求，執(zhí)行步驟(k)；

(j)關(guān)閉干擾機(jī)，逐步降低干擾信號功率，重復(fù)執(zhí)行步驟(h)～步驟(j)，進(jìn)行再次測試，記錄衛(wèi)星導(dǎo)航裝置導(dǎo)航精度能夠滿足技術(shù)指標(biāo)時(shí)能夠承受的最大干擾信號功率為P_gi；

(k)逐步增強(qiáng)干擾信號功率，重復(fù)執(zhí)行步驟(h)～步驟(k)，進(jìn)行再次測試，再次測試，記錄衛(wèi)星導(dǎo)航裝置導(dǎo)航精度能夠滿足技術(shù)指標(biāo)時(shí)能夠承受的最大干擾信號功率為P_gi；

(l)按公式(1)計(jì)算衛(wèi)星導(dǎo)航裝置跟蹤狀態(tài)下的抗干擾容限，指標(biāo)用干信比(J/S)表示。

(J/S)_gij＝P_gi-ΔP_si-P_wx……………………………………(1)

式中：

(J/S)_gij——衛(wèi)星導(dǎo)航裝置跟蹤階段的抗壓制式干擾容限，單位為分貝(dB)；

P_gi——衛(wèi)星導(dǎo)航裝置導(dǎo)航精度能夠滿足技術(shù)指標(biāo)時(shí)能夠承受的最大干擾信號功率，單位為分貝毫瓦(dBm)，該數(shù)據(jù)由測試獲得；

Δ_Psi干擾信號空間鏈路衰減，外部直接給定，

P_wx衛(wèi)星信號功率，標(biāo)準(zhǔn)值為-130dBm。