GNSS接收機內部噪聲水平測量規(guī)范

1、國家衛(wèi)星導航定位與授時產業(yè)計量測試中心測量規(guī)范接收機傳導騷擾電壓測量規(guī)范Receiver disturbance voltage Measurement Sp ecification2015-XX-XX 實施2015-01-04 發(fā)布北京市計量檢測科學研究院制定接收機傳導騷擾電壓測量規(guī)范Receiver Interior Noise Level Measurement Sp ecification歸口單位：北京市計量檢測科學研究院主要起草單位：北京市計量檢測科學研究院本規(guī)程技術條文由歸口單位負責解釋。本規(guī)程主要起草人北京市計量檢測科學研究院）仲崇霞北京市計量檢測科學研究院）北京市計量檢測科學研

2、究院）北京市計量檢測科學研究院）JJG （京）XX-XXXXGNSS言號模擬器.計時裝置導航信號轉發(fā)記錄儀 參考接收機參考時間頻率源頻標比對器時間間隔測量裝置 其它配件外觀和工作正常性檢查 功能檢查 接收機內部時延錯誤！未定義書簽。錯誤! 錯誤! 錯誤! 錯誤! 錯誤! 錯誤! 錯誤!未定義書簽。 未定義書簽。 未定義書簽。 未定義書簽。 未定義書簽。 未定義書簽。 未定義書簽。566771010111 范圍2引用文件3術語及定義3.1 GNSS Global Navigatio n Satellite System3.2 GNSS 導航型接收機 GNSS Navigation Receive

3、r3.3 GNSS 測地型接收機GNSS Receiver of Surveyi ng Model3.4 GNSS 授時型接收機GNSS Timi ng Receiver 3.5 內部時延internal delay4概述5測量條件5.1 外觀5.2其他要求5.3 測量環(huán)境條件6測量設備6.16.26.36.56.66.76.8 6.97溯源框圖8測量原理及測量方法8.18.28.39數據處理10測量不確定度評定11測量結果表達.12測量周期附錄A4接收機傳導騷擾電壓測量規(guī)范1范圍本規(guī)程適用于導航型、測地型和授時型 GNSS （全球導航衛(wèi)星系統）接收機（含OEM板以及接收機芯片模塊，下同）在研

4、制、生產、使用過程的傳導騷擾 電壓測量。2引用文件本規(guī)程引用下列文件:GB4706.1-2005家用和類似用途電器的安全第一部分：通用要求GB4343.1-2003電磁兼容家用電器、電動工具和類似器具的要求第1部分:發(fā)射GB/T 4365-2003電磁兼容術語GB 9254-2008/CIS PR 22:2006信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法GB/T 6113.402-2006/CISPR1642:2003無線電騷擾和抗擾度測量設備和測量方法規(guī)范第4-2部分：不確定度、統計學和限值建模測量設備和設施的不確 定度凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)程；凡是不注日期的引 用文件，

5、其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)程。3術語及定義 3.1 EUT Equi pment Un der Test受試設備。3.2 端子騷擾電壓 Terminal Disturbanee Voltage端子騷擾電壓是指被測設備（EUT）的電纜端子（如電源線、負載線、控制 線）與參考接地平面之間的射頻共模電壓。3.3 人工電源網絡 Artificial Mai ns Network串接在被試設備電源進線處的網絡。 它在給定頻率范圍內，為騷擾電壓的測 量提供規(guī)定的負載阻抗，并使被試設備與電源相互隔離。3.4 形網絡 Delta Network能夠分別測量單相電路中共模及差模電壓的人工電源網絡。

6、3.5 V 形網絡 V Network3.63.73.83.9能夠分別測量每個導體對地電壓的人工電源網絡。注：V形網絡可設計成用于任意導體數的網絡。接地（參考）平面 Ground （Referenee） Plane一塊導電平面，其電位用作公共參考電位。（電磁）發(fā)射 （Electromagnetic ） Emission從源向外發(fā)出電磁能的現象。（電磁）輻射（Electromag netic ） Radiati on能量以電磁波形式由源發(fā)射到空間的現象。電磁屏蔽 Electromag netic Scree n用導電材料減少交變電磁場向指定區(qū)域穿透的屏蔽3.10 峰值檢波器 Peak Detec

7、tor輸出電壓為所施加信號峰值的檢波器。3.11 （設備的）帶寬 bandwidth （of a device ）設備或傳輸通道的給定特性偏離其參考值不超過某一規(guī)定值或比率時的頻帶寬度。注：這個給定的特性可以是幅/頻特性、相/頻特性或時延/頻率特性。分類與命名（alt+0）3.12測試接收機電源：230/240V與 100/120V （ 47-420）Hz測量頻率范圍：9KHz-1GHz4概述GNS（全球導航衛(wèi)星系統）接收機，主要是指目前應用最廣泛的GPSBDSGLONAS和GALILE（四大導航衛(wèi)星系統的用戶終端，既包括單系統的接收機,也包括可同時接收至少兩種系統衛(wèi)星信號的兼容接收機。接收機

8、主要天線單元、接收主機單元兩部分組成。天線單元將衛(wèi)星信號電磁波轉化為電流， 并進行濾波和放大處理；接收主機單元對天線單元輸出的信號進行跟蹤、處理和測量。GNS接收機的硬件部分是由天線單元、接收主機單元等所組成的可實現其功能的軟件算法的硬件平臺；軟件部分是支持接收機捕獲、跟蹤、解調、解擴以最終進行導航解算，實現授時、定位、導航等功能的算法。接收機的基本結構和工作原理圖如圖JJG (京)XX-XXXX1所示。1天線-天接收主機單元i J l 線 單射頻信號H,低噪聲放大： 器、濾波、- 下變頻、A/D轉換數字中頻信號.捕獲 跟蹤 解調 解擴導航電文 觀測數據導航 解算i1低噪聲放 大器、濾波元t?

9、- 圖1接收機的基本機構和工作原理GNS接收機傳導騷擾電壓是衡量GNS接收機整機性能好壞的一個非常重要的指標。5測量條件 5.1外觀5.1.1被測接收機前面板或后面板上應標有產品名稱、型號、產品制造廠名或商 標、產品出廠年月及編號。5.1.2被測接收機的電源開關、輸入輸出端口、功能設置開關和旋鈕應有明確的識別標志。5.1.3被測接收機不應有影響正常工作的機械損傷。電源開關、功能設置開關和旋鈕應靈活、可靠，輸入輸出端口牢固。5.2其他要求被測接收機首次測量要攜帶使用說明書；后續(xù)測量要攜帶前次的結果報告。5.3測量環(huán)境條件5.3.1環(huán)境溫度實驗室環(huán)境溫度：（1535） C。5.3.2環(huán)境相對濕度：

10、25%75% 5.3.3 供電電源交流，電壓 220 (1± 10% V,頻率 50 (1± 2% Hz。5.3.4 大氣壓力：86k Pa 106k Pa。5.4電磁條件 5.4.1在屏蔽室內測試（屏蔽效果為6080dB）,被測樣機接入測量線路，而未開機運行，此時測得的環(huán)境所造成的干擾電壓應比 EUT勺騷擾電壓允許值至少要低 20dBo 5.5運行條件5.5.1測量前，受試器具應運行足夠長的時間，以保證測量時的運行狀態(tài)與器具正常使用時狀態(tài)一致，尤其是電機驅動的器具。6測量設備6.1人工電源網絡1)電源：230/240V ( 47-63)Hz2)額定電流：單相16A/3相3

11、2A3)測量頻率范圍：150kHz-30MHz4)阻抗值：V型 50 Q /50 卩 H+Q ± 20%6.2脈沖限幅器1)插入損耗：17dB(150kHz-30MHz)7溯源框圖圖2 GNSS內部噪聲水平測量溯源框圖8測量原理及測量方法 8.1外觀和工作正常性檢查6JJG （京）XX-XXXXGNSS全球導航衛(wèi)星系統）接收機外觀、標志和按鍵應按本規(guī)程6.1的要求。8.2功能檢查8檢查GNS（全球導航衛(wèi)星系統）接收機各功能和設置應符合本規(guī)程6.2的要求。8.3實驗布置8.3.1參考接地板要求：面積為2000mm*2000mm厚度為2mm接地使用盡可能短的薄銅條，保證每個邊至少超出被測

12、樣機50mm8.3.2受試器具應放在（100mn和800mm高的絕緣桌上，且與人工電源網絡之間的 距離為800mm與測量儀器、屏蔽室墻壁和周圍其它導體間的距離應不小于 800mm 8.3.3如果受試設備的電源線的長度超過800mr時，應將其超出部分應折疊成30 40cm長的線束；電源線的相線、零線與測試設備的相線、零線應相一致。8.3.4接收機必須后開先關（受試設備啟動后）。8.3.5測試布置如下:圖3測試布置圖具體測量步驟為:1）按GB4343規(guī)定布置被測器具。0.92）確定EUT的運行負載和運行電壓。一般電源電壓應為額定電壓，如果騷擾隨電源電壓顯著變化，則應在 倍-1.1倍的額定電壓范圍內

13、，在產生最大騷擾的電壓下進行測量。3）選擇EUT的運行狀態(tài)。在產生最大騷擾的運行狀態(tài)下測量，如果不能確定哪個狀態(tài)下騷擾最大, 應在每個狀態(tài)下都要進行測量。4）在整個頻率段用峰值檢波器和平均值檢波器進行預掃描。5）再在整個頻段用準峰值檢波器和平均值檢波器進行終測6）對電源端，應分別讀取相線和中線對地的騷擾電壓值， 測量結果取每個 頻率上測的最大值和較大值。7）測試結束后正確填寫原始記錄的表頭。9數據處理在測量時間間隔內會測得很多個原始數據，這些數據中難免會有粗大誤差。在進行定位偏差和定位精密度計算時，首先需要對原始數據進行粗大誤差剔除, 一般用3b準則方法（用戶有特殊要求除外）進行兩次剔除，利用

14、剩余的數據計 算其內部噪聲水平。10測量不確定度評定（1） A類不確定度接收機的讀數Vr的變化，包括測量系統的不穩(wěn)定、接收機噪聲以及表頭刻度內插誤差等因素引起。根據測試時在同一狀態(tài)下，每15秒取一讀值，共10個讀值如下:12345678910V （dB 叮）31.7031.7231.7731.7531.7331.6931.7331.6931.6831.69V （dB 叮）31.715無（V -V）2則 U = J =0.03 dB，其標準不確定度 u（Vr） =0.03/1 =0.03dB，V n 1k =1（2） B類不確定度 a）接收機和人工電源網絡間連接的衰減 Lc依據校準證書，衰減器不

15、確定度為0.2dB，測量結果呈正態(tài)分布，包含因子 k取2,其置信概率近似為95%，標準不確定度為0.1 dBo依生產商提供的數據，電纜不確定度為0.2dB，服從矩形分布，標準不確定度為 0.12 dBob）人工電源網絡的電壓分壓系數Lamn依據校準證書，人工電源網絡的電壓分壓系數其不確定度為0.3dB，測量結JJG (京)XX-XXXX果呈正態(tài)分布，包含因子 k取2，其置信概率近似為 95%，則標準不確定度u(Lamn) =0.3/2 =0.15dBC）接收機正弦波電壓準確度6Vsw依據說明書，其不確定度為1.0 dB,概率分布為k=2,正態(tài)分布。標準不確定度 uWVsw) =1.0/2 =0

16、.5dBd）接收機脈沖響應 Wpa依據校準證書，其不確定度為1.5dB，概率分布為k=2,正態(tài)分布。標準不確定度 uVpa) =1.5/2 =0.75dBe）接收機脈沖響應隨重復頻率的變化6Vpr依據校準證書，其不確定度為1.5 dB，概率分布為正態(tài)分布，k=2。標準不確定度 uVpr) =1.5/2 =0.75dBf）接收機噪聲本底6Vnf通常，CIS PR接收機的本底噪聲遠低于騷擾電壓限值，因此本底噪聲對那些接近限值的測量結果的影響可忽略不計。g）人工電源網絡與接收機之間失配的影響(1)6M =20log101'1 -T；S11 11 -忌 A】式中T；是從與EUT相連的人工電源網

17、絡的接收機端口看進去的反射系數;r為EMI接收機的反射系數；S分別為雙端口電纜的S參數。所有的參數都是針對500阻抗的。由于以上參數很難實際測得。即使知道公式中所涉及的參數的模值或模值的極限值，也不可能計算出 刑，但可以確定其不會超過的極限值±為:(2)酣 ± = 201。9101±(|1；|»|+|叮|222|+口卩222 +Fe|qs21)對于騷擾電壓的測量，0是被測設備阻抗的函數，而被測設備的阻抗通常是未知的和不受限制的?？梢约僭O在最壞情況下的反射系數模值 re = 1,還可以假設到接收機上是一根良好匹配的電纜(S11 £<1,S2

18、2 <<1),其衰減可忽略(S21 /),且接收機射頻衰減為10dB或更大，這時電壓駐波比VSWR < 1.21,相當于T； < (09。通過計算得到BM + = 0.75, 5M 一=-0.82。修正值6M的估計值為0,而且具有寬度為(6M中6M -)的U形概率分布。標準不確定度 u(6M) =(0.75-(-0.82)/2/j'2=0.56dBh)人工電源網絡阻抗不理想的修正龍依據校準證書，其不確定度為 4.3%，概率分布為k=2，正態(tài)分布。通過計算得到其標準不確定度u(5Z) =0.18dB。綜上所述，依據GB/T 6113.402/CISPR16-4,由公式(2)設C=1，計算可得合成標準不確定度:Uc(V) =Ci2u2(Xi) = J1.7688dB =1.33 dB當測量結果不確定度的置信水平為95%時，取k=2,對應的擴展不確定度為U =2Uc(V) T.33x2=2.66dB，取兩位有效數字 U =2.7dB。150kHz-30MHz傳導騷擾電壓各不確定分量的評定詳見表1。表1 150kHz-30MHz傳導騷擾電壓