BD 420005-2015 全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）導(dǎo)航單元性能要求及測試方法

1、BD 4200052015北斗/全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS） 導(dǎo)航單元性能要求及測試方法Performance requirements and test methodsfor BeiDou/Global Navigation Satellite Systems (GNSS) navigation unitI2015-10-19 發(fā)布2015-11-01 實(shí)施目次前言III范圍1規(guī)范性引用文件1術(shù)語、定義和縮略語1術(shù)語和定義1縮略語3性能要求3總則3組成3輸出3精度4首次定位時間4重捕獲時間4靈敏度4動態(tài)性能5位置更新率5位置分辨力5功耗5COG、SOG 和 UTC 輸出有效性5工作溫度和貯存

2、溫度5測試方法6測試環(huán)境條件6標(biāo)準(zhǔn)測試信號和測試設(shè)備6測試場地6性能測試6附錄 A（資料性附錄） 定位精度的數(shù)據(jù)處理方法11附錄 B（資料性附錄） 實(shí)際衛(wèi)星信號下的動態(tài)定位精度測試方法14參考文獻(xiàn)15IBD 4200052015前言為適應(yīng)我國衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展對標(biāo)準(zhǔn)的需要，全國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會組織制定北斗專項標(biāo)準(zhǔn)，推薦有關(guān)方面參考采用。本標(biāo)準(zhǔn)由中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：北京東方計量測試研究所、中國衛(wèi)星導(dǎo)航工程中心、清華大學(xué)、中國航天標(biāo)準(zhǔn)化研究所、國家光電測距儀檢測中心、和芯星通科技（北京）有限公司、泰斗微電子科技有限公司

3、、北京東方聯(lián)星科技有限公司、中國電子科技集團(tuán)公司第二十研究所、北京華力創(chuàng)通科技股份有限公司。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：許麗麗、吳海玲、劉英乾、崔曉偉、夏天、宋成、李作虎、張銳、周玉霞、許冬彥、宋淑娟、魏巍、楊文彬、王碧云、王鶴展、張正烜、許祥濱、韓瑞、楊文輝、鄒德君。IIIBD 4200052015北斗/全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）導(dǎo)航單元性能要求及測試方法范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了支持北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的 GNSS 導(dǎo)航單元的性能要求和測試方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于支持北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的 GNSS 導(dǎo)航單元（以下簡稱“導(dǎo)航單元”）的研制、生產(chǎn)、檢測和應(yīng)用。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的

4、引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T 2423.1-2008 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第 2 部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn) A：高溫GB/T 2423.2-2008 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第 2 部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn) B：高溫GB/T 3358.2-2009 統(tǒng)計學(xué)詞匯及符號 第 2 部分：應(yīng)用統(tǒng)計GB/T 6379.1-2004 測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度) 第 1 部分：總則與定義BD 110001-2015北斗衛(wèi)星導(dǎo)航術(shù)語BD 410004-2015北斗/全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）接收機(jī)導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)輸出格式

5、術(shù)語和定義、縮略語術(shù)語和定義GB/T 3358.2-2009、GB/T 6379.1-2004 和 BD 110001-2015 界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1.1精度accuracy測試結(jié)果或測量結(jié)果與真值間的一致程度。注 1：在實(shí)際中，真值用接收參照值代替。注 2：術(shù)語“精度”，當(dāng)用于一組測試結(jié)果時，由隨機(jī)誤差分量和系統(tǒng)誤差即偏倚分量組成。注 3：精度是正確度和精密度的結(jié)合。注 4：以上定義參考 GB/T 3358.2-2009 和GB/T 6379.1-2004 中的術(shù)語“準(zhǔn)確度accuracy”確定，本文件將術(shù)語“accuracy”定義為“精度”，以與國內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域?qū)υ?/p>

6、術(shù)語的使用習(xí)慣一致。3.1.2正確度 trueness測試結(jié)果或測量結(jié)果期望與真值的一致程度。注 1：正確度的度量通常用偏倚表示。1BD 4200052015注 2：正確度有時被稱為“均值的精度”，但不推薦這種用法。注 3：在實(shí)際中，真值用接受參照值代替。3.1.3精密度 precision在規(guī)定條件下，獨(dú)立測試結(jié)果間的一致程度。注 1：精密度僅依賴于隨機(jī)誤差的分布而與真值或規(guī)定值無關(guān)。注 2：精密度的度量通常以不精密度表達(dá)，其量值用測試結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差來表示，精密度越低，標(biāo)準(zhǔn)差越大。注 3：精密度的定量度量嚴(yán)格依賴于所規(guī)定的條件，重復(fù)性條件和再現(xiàn)性條件為其中兩種極端情況。3.1.4偏 倚 bia

7、s測試結(jié)果或測量結(jié)果期望與真值之差。注 1：相對于隨機(jī)誤差，偏倚是總的系統(tǒng)誤差。偏倚可由一個或多個系統(tǒng)誤差分量組成。注 2： 測量儀器的偏倚用一定次數(shù)重復(fù)測量讀數(shù)誤差的平均值來估計。讀數(shù)誤差是測量儀器的讀數(shù)與輸入量真值的差。注 3：在實(shí)際中，真值用接受參照值代替。注 4：一般稱為“偏差”。3.1.5位置分辨力resolution of position用戶設(shè)備能夠測量出的天線位置的最小變化。3.1.6冷啟動首次定位時間 cold start time to first fix用戶設(shè)備在星歷、歷書、概略時間和概略位置未知的狀態(tài)下，從開機(jī)到首次正常定位所需的時間。3.1.7熱啟動首次定位時間 wa

8、rm start time to first fix用戶設(shè)備在星歷、歷書、概略時間和概略位置已知的狀態(tài)下，從開機(jī)到首次正常定位所需的時間。3.1.8重捕獲時間reacquisition time用戶設(shè)備在接收的導(dǎo)航信號短時失鎖后，從信號恢復(fù)到重新捕獲導(dǎo)航信號所需的時間。3.1.9捕獲靈敏度acquisition sensitivity用戶設(shè)備在冷啟動條件下，捕獲導(dǎo)航信號并正常定位所需的最低信號電平。3.1.10重捕獲靈敏度 reacquisition sensitivity2BD 4200052015用戶設(shè)備在接收的導(dǎo)航信號短時失鎖后，重新捕獲導(dǎo)航信號并正常定位所需的最低信號電平。3.1.11

9、跟蹤靈敏度 tracking sensitivity用戶設(shè)備在正常定位后，能夠繼續(xù)保持對導(dǎo)航信號的跟蹤和定位所需的最低信號電平。縮略語下列縮略語適用于本文件。BDSBeiDou Navigation Satellite System，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)； COGCourse Over Ground，對地航向；HDOPHorizontal Dilution Of Precision， 水 平 精 度 因 子 ； GLONASSGlobal Navigation Satellite System，格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)； GNSSGlobal Navigation Satellite Systems，

10、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)； GPSGlobal Positioning System，全球定位系統(tǒng)；PDOPPositioning Dilution Of Precision，位置精度因子； SOGSpeed Over Ground ， 對 地 速 度 ； UTCUniversal Time Coordinated，協(xié)調(diào)世界時。性能要求總則本標(biāo)準(zhǔn)中的導(dǎo)航單元可以是導(dǎo)航型 OEM 板、模塊。導(dǎo)航單元使用 GNSS 公開服務(wù)信號，提供基于 CGCS2000 坐標(biāo)系、WGS-84 坐標(biāo)系、PZ-90.02 坐標(biāo)系和 GTRF 坐標(biāo)系中一個或多個坐標(biāo)系下的位置信息、對地速度信息，以及基于協(xié)調(diào)世界時（UTC）的

11、時間信息。導(dǎo)航單元應(yīng)能在僅使用 BDS 信號時，提供位置、速度和時間信息。組成導(dǎo)航單元應(yīng)至少包括下列組成部分：射頻信號輸入端口；衛(wèi)星導(dǎo)航信號接收和處理模塊；數(shù)據(jù)控制和輸出端口。輸出導(dǎo)航單元應(yīng)至少提供一個輸出端口，將導(dǎo)航信息從該輸出端口提供給其他設(shè)備，輸出的導(dǎo)航信息應(yīng)符合 BD 410004-2015 對數(shù)據(jù)格式的要求。導(dǎo)航單元應(yīng)至少支持下述語句：DTM 參考坐標(biāo)系GBS GNSS 衛(wèi)星故障檢測GGA GPS 定位數(shù)據(jù)GNS GNSS 定位數(shù)據(jù)3BD 4200052015RMC 推薦的 GNSS 數(shù)據(jù)最小集VTG 對地航向和對地速度ZDA 時間與日期如果一條語句不使用 WGS-84 坐標(biāo)系輸出導(dǎo)

12、航定位數(shù)據(jù)，則應(yīng)使用 DTM 語句指明參考坐標(biāo)系。導(dǎo)航單元在集成其他導(dǎo)航輔助設(shè)備時，應(yīng)支持下述語句：GRS GNS 距離殘差GSA GNSS DOP 值和有效衛(wèi)星GST GNSS 偽距誤差統(tǒng)計數(shù)據(jù)GSV 可視的 GNSS 衛(wèi)星GRS、GSA、GST、GSV 語句輸出用于支持外部的一致性檢查，應(yīng)與定位數(shù)據(jù)（由 GGA 或 GNS語句輸出）同步輸出。精度靜態(tài)定位精度在 HDOP4 或 PDOP6 時，水平定位精度優(yōu)于 10m（ 95%），垂直定位精度優(yōu)于 15m（95%）。動態(tài)定位精度在 HDOP4 或 PDOP6 時，水平定位精度優(yōu)于 10m（95%），垂直定位精度優(yōu)于 15m（95%）。測速精

13、度在 HDOP4 或 PDOP6 時，測速精度優(yōu)于 0.5m/s（95%）。首次定位時間冷啟動首次定位時間在輸入衛(wèi)星導(dǎo)航信號功率電平為-130dBm 時，導(dǎo)航單元在概略位置、概略時間、星歷和歷書未知的狀態(tài)下開機(jī)，到首次能夠在其后 10s 連續(xù)輸出三維定位誤差小于 100m 的定位數(shù)據(jù)，所需時間應(yīng)不超過 60s。熱啟動首次定位時間在輸入衛(wèi)星導(dǎo)航信號功率電平為-130dBm 時，導(dǎo)航單元在概略位置、概略時間、星歷和歷書已知的狀態(tài)下開機(jī)，到首次能夠在其后 10s 連續(xù)輸出三維定位誤差小于 100m 的定位數(shù)據(jù)，所需時間應(yīng)不超過 5s。重捕獲時間導(dǎo)航單元在輸入 GNSS 衛(wèi)星信號功率電平為-130dB

14、m 且正常工作狀態(tài)時，GNSS 衛(wèi)星信號短時中斷 30s，從信號恢復(fù)到首次能夠在其后 10s 連續(xù)輸出三維定位誤差小于 100m 的定位數(shù)據(jù)，所需時間應(yīng)不超過 5s。靈敏度捕獲靈敏度捕獲靈敏度應(yīng)優(yōu)于-140dBm。4BD 4200052015導(dǎo)航單元在概略位置、概略時間、星歷和歷書未知的狀態(tài)下開機(jī)，各顆衛(wèi)星的單通道導(dǎo)航信號載波電平不高于-140dBm 時，應(yīng)能在 300s 內(nèi)以 1Hz 更新率連續(xù) 10 次輸出三維定位誤差小于 100m 的定位數(shù)據(jù)。重捕獲靈敏度重捕獲靈敏度應(yīng)優(yōu)于-145dBm。導(dǎo)航單元正常定位狀態(tài)下，GNSS 衛(wèi)星信號短時中斷 30s 后恢復(fù)，各顆衛(wèi)星的單通道導(dǎo)航信號載波電平

15、不高于-145dBm 時，應(yīng)能在 300s 內(nèi)以 1Hz 更新率連續(xù) 10 次輸出三維定位誤差小于 100m 的定位數(shù)據(jù)。跟蹤靈敏度跟蹤靈敏度應(yīng)優(yōu)于-150dBm。導(dǎo)航單元正常定位后，各顆衛(wèi)星的單通道導(dǎo)航信號載波電平降低到-150dBm 時，應(yīng)能在 300s 內(nèi)以 1Hz 更新率連續(xù) 10 次輸出三維定位誤差小于 100m 的定位數(shù)據(jù)。動態(tài)性能在速度 100m/s，加速度 2g 的運(yùn)動條件下，導(dǎo)航單元的定位精度應(yīng)符合4.4.2的要求，同時測速精度應(yīng)符合4.4.3要求。位置更新率導(dǎo)航單元最大位置更新率不低于 1Hz。位置分辨力導(dǎo)航單元的位置分辨力，經(jīng)度、緯度均不應(yīng)超過 0.001 分，高程不超過

16、 2m。功耗導(dǎo)航單元在連續(xù)正常工作狀態(tài)下，功耗應(yīng)不超過 400mW。COG、SOG 和 UTC 輸出有效性導(dǎo)航單元應(yīng)能通過數(shù)據(jù)接口輸出對地航向（COG）、對地速度（SOG）和協(xié)調(diào)世界時（UTC）。上述輸出應(yīng)由伴隨其輸出的位置信息給出有效性標(biāo)識。導(dǎo)航單元應(yīng)提供分辨力不高于 0.01s 的 UTC 輸出。ZDA 語句輸出的 UTC 時間的有效性，由伴隨其輸出的 GGA 語句中的有效性標(biāo)識給予指示。工作溫度和貯存溫度導(dǎo)航單元在表 1 規(guī)定的溫度試驗(yàn)參數(shù)下應(yīng)能正常工作和貯存。表 1 溫度試驗(yàn)參數(shù)項目低溫高溫持續(xù)時間h工作溫度-408516貯存溫度-5585165BD 4200052015測試方法測試環(huán)

17、境條件除另行規(guī)定外，所有測試應(yīng)在以下條件下進(jìn)行：a） 溫度：1535；b） 相對濕度：2080。如果實(shí)際測試條件不能滿足上述環(huán)境要求，測試結(jié)果中應(yīng)標(biāo)明測試時真實(shí)的環(huán)境溫度和相對濕度。標(biāo)準(zhǔn)測試信號和測試設(shè)備在測試中根據(jù)需要使用實(shí)際的導(dǎo)航衛(wèi)星信號或模擬測試信號。模擬器產(chǎn)生的信號必須具有與衛(wèi)星信號相同的特性，在正常動態(tài)星座下，能產(chǎn)生幾何位置良好（HDOP4 或 PDOP6）的衛(wèi)星信號。所有測試用儀器、設(shè)備應(yīng)有足夠的測量范圍、分辨力、準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度，其性能應(yīng)滿足被測性能指標(biāo)的要求；測試所用儀器設(shè)備應(yīng)經(jīng)過計量部門檢定或校準(zhǔn)，符合性能指標(biāo)要求，并在檢定或校準(zhǔn)有效期內(nèi)。測試場地測試場地遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源

18、，其距離不小于 200m；遠(yuǎn)離高壓輸電線路和微波無線電信號傳送通道，其距離不小于 50m；附近不應(yīng)有強(qiáng)烈反射衛(wèi)星信號的物體，如大型建筑物、水面等。天線安裝高度應(yīng)高于地面 1 m 以上，從天頂?shù)剿矫嬉陨?10的仰角空間范圍內(nèi)對衛(wèi)星的視野清晰。具有位置已知的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，位置精度在 X、Y、Z 方向均應(yīng)優(yōu)于 0.1 m（1）。性能測試測試項目本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測試項目及所對應(yīng)的性能要求、測試方法見表 2。表 2 測試項目表序號測試項目性能要求測試方法1組成4.202輸出4.35.4.33精度靜態(tài)定位精度4.4.15.4.4.14動態(tài)定位精度4.4.25.4.4.25測速精度4.4.25.4.4.26首次定位

19、時間冷啟動首次定位時間4.5.15.4.5.17熱啟動首次定位時間4.5.25.4.5.28重捕獲時間4.65.4.69靈敏度捕獲靈敏度4.7.15.4.7.110重捕獲靈敏度05.4.7.211跟蹤靈敏度4.7.35.4.7.36BD 4200052015表 2 測試項目表（續(xù)）序號測試項目性能要求測試方法12動態(tài)性能4.85.4.813位置更新率4.95.4.914位置分辨力4.105.4.1015功耗4.115.4.1116COG、SOG 和 UTC 輸出有效性4.125.4.1217工作溫度和貯存溫度4.135.4.13組成目視檢查被測單元的組成部分，應(yīng)符合4.2的要求。檢查被測產(chǎn)品提

20、供的產(chǎn)品文檔，應(yīng)帶有使用說明書或產(chǎn)品規(guī)范，具有詳細(xì)的操作、接線說明， 配套軟件、適用的操作系統(tǒng)及使用說明。輸出被測單元至少提供一個輸出接口，將導(dǎo)航信息從該輸出接口提供給其他設(shè)備，輸出的信息應(yīng)符合4.3的要求。根據(jù)被測產(chǎn)品的說明書，將被測導(dǎo)航單元的輸出接口接入計算機(jī)，通過廠家提供的軟件或第三方軟件讀取信息，檢查輸出信息是否符合4.3的要求。精度靜態(tài)定位精度將被測導(dǎo)航單元的天線按使用狀態(tài)固定在一個位置已知的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)上，連續(xù)測試 24h 以上，將獲取的定位數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行比較，參照附錄 A 計算定位精度。動態(tài)定位精度使用模擬器進(jìn)行測試，設(shè)置模擬器分別仿真如下載體運(yùn)動軌跡：把一臺安裝固定好的工作正常

21、的被測導(dǎo)航單元，以 25m/s1m/s 的速度，沿直線運(yùn)行至少1min2min，然后在 5s 內(nèi)沿同一直線將速度降到 0。把一臺安裝固定好的工作正常的被測導(dǎo)航單元，以 12.5m/s0.5m/s 的速度，在水平面沿直線運(yùn)動至少 100m，并在運(yùn)動中相對直線兩側(cè)以 11s12s 周期均勻偏移 2m，保持至少 2min。被測導(dǎo)航單元接收模擬器輸出的射頻仿真信號，每秒鐘輸出一次定位數(shù)據(jù)，以模擬器仿真的用戶位置作為標(biāo)準(zhǔn)位置，計算定位精度，應(yīng)符合4.4.2的要求。實(shí)際衛(wèi)星信號下的動態(tài)定位精度測試方法參照附錄 B。測速精度用 GNSS 模擬器模擬衛(wèi)星導(dǎo)航信號和用戶運(yùn)動軌跡，輸出射頻仿真信號。被測導(dǎo)航單元接

22、收射頻仿真信號，按 1Hz 的更新率輸出速度數(shù)據(jù)，以模擬器仿真的速度作為標(biāo)準(zhǔn)，計算速度誤差及其分布。依次用模擬器仿真不同動態(tài)的用戶運(yùn)動軌跡，每條軌跡的仿真時間不小于 5min，各條軌跡的最7BD 4200052015大速度、最大加速度取值見表 3。表 3 測速精度測試用戶運(yùn)動軌跡參數(shù)序號最大速度m/s最大加速度m/s215126010310020對上述用戶運(yùn)動軌跡，分別計算其測速精度，應(yīng)符合 4.4.3 的要求。首次定位時間冷啟動首次定位時間用模擬器進(jìn)行測試，設(shè)置模擬器仿真速度不高于 2m/s 的直線運(yùn)動用戶軌跡。使被測導(dǎo)航單元在下述任一種狀態(tài)下開機(jī)，以獲得冷啟動狀態(tài)：為被測導(dǎo)航單元初始化一個

23、距實(shí)際測試位置不少于 1000km 但不超過 10000km 的偽位置， 或刪除當(dāng)前歷書數(shù)據(jù)；7 天以上不加電。以 1Hz 的位置更新率連續(xù)記錄輸出的定位數(shù)據(jù)，找出首次連續(xù) 10 次輸出三維定位誤差不超過100m 的定位數(shù)據(jù)的時刻，計算從開機(jī)到上述 10 個輸出時刻中第 1 個時刻的時間間隔，應(yīng)符合4.5.1 的要求。熱啟動首次定位時間用模擬器進(jìn)行測試，設(shè)置模擬器仿真速度不高于 2m/s 的直線運(yùn)動用戶軌跡。在被測導(dǎo)航單元正常定位狀態(tài)下，短時斷電 60s 后，被測導(dǎo)航單元重新開機(jī)，以 1Hz 的位置更新率連續(xù)記錄輸出的定位數(shù)據(jù)，找出首次連續(xù) 10 次輸出三維定位誤差不超過 100m 的定位數(shù)據(jù)

24、的時刻，計算從開機(jī)到上述 10 個輸出時刻中第 1 個時刻的時間間隔，應(yīng)符合4.5.2的要求。重捕獲時間用模擬器進(jìn)行測試，設(shè)置模擬器仿真速度不高于 2m/s 的直線運(yùn)動用戶軌跡。在被測導(dǎo)航單元正常定位狀態(tài)下，短時中斷衛(wèi)星信號 30s 后，恢復(fù)衛(wèi)星信號，以 1Hz 的位置更新率連續(xù)記錄輸出的定位數(shù)據(jù)，找出自衛(wèi)星信號恢復(fù)后，首次連續(xù) 10 次輸出三維定位誤差不超過100m 的定位數(shù)據(jù)的時刻，計算從衛(wèi)星信號恢復(fù)到上述 10 個輸出時刻中第 1 個時刻的時間間隔，應(yīng)符合4.6的要求。靈敏度捕獲靈敏度用模擬器進(jìn)行測試，設(shè)置模擬器仿真速度不高于 2m/s 的直線運(yùn)動用戶軌跡。每次設(shè)置模擬器輸出的各顆衛(wèi)星的

25、每一通道信號電平從導(dǎo)航單元不能捕獲信號的狀態(tài)開始，以 1dB 步進(jìn)增加，若被測導(dǎo)航單元技術(shù)文件聲明的捕獲靈敏度量值低于4.7.1要求的限值，可以從比其聲明的靈敏度量值低2dB 的電平值開始。8BD 4200052015在模擬器輸出信號的每個電平值下，被測導(dǎo)航單元在冷啟動狀態(tài)下開機(jī)，若其能夠在 300s 內(nèi)捕獲導(dǎo)航信號，并以 1Hz 的更新率連續(xù) 10 次輸出三維定位誤差小于 100m 的定位數(shù)據(jù)，記錄該電平值， 應(yīng)符合4.7.1的要求。重捕獲靈敏度用模擬器進(jìn)行測試，設(shè)置模擬器仿真速度不高于 2m/s 的直線運(yùn)動用戶軌跡。每次設(shè)置模擬器輸出的各顆衛(wèi)星的各通道信號電平從導(dǎo)航單元不能捕獲信號的量值開

26、始，以 1dB 步進(jìn)增加，若被測導(dǎo)航單元技術(shù)文件聲明的重捕獲靈敏度量值低于0要求的限值，可以從比其聲明的靈敏度數(shù)值低 2dB 的電平值開始。在模擬器輸出信號的每個設(shè)置電平值下，被測導(dǎo)航單元正常定位（此時為使導(dǎo)航能夠正常定位， 可先輸出較高的可定位電平）后，控制模擬器中斷衛(wèi)星信號 30s 再恢復(fù)到該設(shè)置電平值，若導(dǎo)航單元能夠在信號恢復(fù)后 300s 內(nèi)捕獲導(dǎo)航信號，并以 1Hz 的更新率連續(xù) 10 次輸出三維定位誤差小于100m 的定位數(shù)據(jù)，記錄該設(shè)置電平值，應(yīng)符合0的要求。跟蹤靈敏度用模擬器進(jìn)行測試，設(shè)置模擬器仿真速度不高于 2m/s 的直線運(yùn)動用戶軌跡。在導(dǎo)航單元正常定位的情況下，設(shè)置模擬器輸

27、出的各顆衛(wèi)星的各通道信號電平以 1dB 步進(jìn)降低。在模擬器輸出信號的各電平值下，測試導(dǎo)航單元能否在 300s 內(nèi)連續(xù) 10 次輸出三維定位誤差小于100m 的定位數(shù)據(jù)，找出能夠使導(dǎo)航單元滿足該定位要求的最低電平值，應(yīng)符合4.7.3的要求。動態(tài)性能用 GNSS 模擬器模擬衛(wèi)星導(dǎo)航信號和表 3 規(guī)定的用戶運(yùn)動軌跡。被測導(dǎo)航單元接收射頻仿真信號，每秒鐘輸出一次測速數(shù)據(jù)，以模擬器仿真的位置和速度作為標(biāo)準(zhǔn)，計算動態(tài)定位精度和測速精度，應(yīng)符合4.4.2和 4.4.3 的要求。位置更新率用模擬器進(jìn)行測試，設(shè)置模擬器仿真速度為 2.5m/s0.5m/s 的直線運(yùn)動用戶軌跡，在 10min 內(nèi)， 每隔 1s 檢

28、查導(dǎo)航單元的位置數(shù)據(jù)輸出，觀察每次位置數(shù)據(jù)的更新時刻，應(yīng)符合4.9的要求。位置分辨力用模擬器進(jìn)行測試，設(shè)置模擬器仿真在地球赤道附近作勻速直線運(yùn)動的載體的運(yùn)動軌跡，載體運(yùn)動速度在東西方向、南北方向和垂直方向的分量均為 2.5m/s0.5m/s。在 10min 內(nèi)，以 1Hz 的位置更新率輸出定位數(shù)據(jù)，計算每相鄰 1 秒間經(jīng)度、緯度和高程的變化平均值，其中經(jīng)度、緯度應(yīng)滿足 0.0010.0005，高程應(yīng)滿足 2m1m 的要求。功耗通過程控直流穩(wěn)壓電源為被測導(dǎo)航單元供電，在被測導(dǎo)航單元正常定位后，在 10min 內(nèi)每 5s 記錄一次程控直流穩(wěn)壓電源顯示的瞬時電壓和瞬時電流值，并由二者的乘積計算出各瞬

29、時功率。對各時刻的瞬時功率取平均值得到功耗測量值，應(yīng)符合4.11的要求。COG、SOG 和 UTC 輸出有效性9BD 4200052015COG、SOG 信息的有效性使用 GGA、VTG 輸出信息中的質(zhì)量指示標(biāo)識判斷 COG、SOG 信息的有效性。在被測導(dǎo)航單元正常動態(tài)定位的條件下，通過減少可視衛(wèi)星的數(shù)量使其輸出無效的定位數(shù)據(jù)， 檢查 GGA 和 VTG 輸出。GGA 和 VTG 輸出信息中的質(zhì)量指示標(biāo)識應(yīng)指示為無效，同時 VTG 輸出中的 COG 和 SOG 信息為空字段。UTC 信息的有效性在被測導(dǎo)航單元正常動態(tài)定位的條件下，將可視衛(wèi)星的數(shù)量減少到 2 顆，使被測導(dǎo)航單元輸出無效的定位數(shù)據(jù)

30、，檢查 GGA 和 ZDA 輸出。GGA 輸出信息中的質(zhì)量指示標(biāo)識應(yīng)指示為無效，同時 ZDA 語句能夠繼續(xù)輸出完整的 UTC 信息。工作溫度和貯存溫度低溫工作低溫工作試驗(yàn)按表 1 規(guī)定的試驗(yàn)參數(shù)，依照 GB/T 2423.1-2008 規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。測試被測導(dǎo)航單元的靜態(tài)定位精度，在溫度穩(wěn)定時段的后段采集 2h 的定位數(shù)據(jù)，應(yīng)符合4.4.1的要求。低溫貯存低溫貯存試驗(yàn)按表 1 規(guī)定的試驗(yàn)參數(shù)，依照 GB/T 2423.1-2008 規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。在溫度恢復(fù)后，測試被測導(dǎo)航單元的靜態(tài)定位精度，采集 2h 的定位數(shù)據(jù)，應(yīng)符合4.4.1的要求。高溫工作高溫工作試驗(yàn)按表 1 規(guī)定的試驗(yàn)參數(shù)

31、，依照 GB/T 2423.2-2008 規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。測試被測導(dǎo)航單元的靜態(tài)定位精度，在溫度穩(wěn)定時段的后段采集 2h 的定位數(shù)據(jù)，應(yīng)符合4.4.1的要求。高溫貯存高溫貯存試驗(yàn)按表 1 規(guī)定的試驗(yàn)參數(shù)，依照 GB/T 2423.2-2008 規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。在溫度恢復(fù)后，測試被測導(dǎo)航單元的靜態(tài)定位精度，采集 2h 的定位數(shù)據(jù)，應(yīng)符合4.4.1的要求。10BD 4200052015附 錄 A（資料性附錄）定位精度的數(shù)據(jù)處理方法概述靜態(tài)定位精度和動態(tài)定位精度測試，可以按本附錄給出的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。基于統(tǒng)計分布假設(shè)的數(shù)據(jù)處理方法數(shù)據(jù)處理步驟如下：在得到的全部實(shí)時定位數(shù)據(jù)中剔除平面精度因子

32、 HDOP4 或位置精度因子 PDOP6 的測量數(shù)據(jù)。在下述處理過程中，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計判斷準(zhǔn)則（如 3 準(zhǔn)則）剔除粗大誤差數(shù)據(jù)。將導(dǎo)航單元輸出的大地坐標(biāo)系（BLH）定位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為站心坐標(biāo)系（ENU）定位數(shù)據(jù)。按公式（A.1）公式（A.3）計算各歷元輸出的定位數(shù)據(jù)在站心坐標(biāo)系下各方向（ENU 方向，即東北天方向）的定位誤差：式中：Ei Ei E0iNi Ni N0iUi Ui U0i（A.1）（A.2）（A.3）Ei 、 Ni、Ui 、 Hi 第 i 次實(shí)時定位數(shù)據(jù)的 E、N、U 方向和水平方向的定位誤差（ i 1,2n），單位為米（m）；Ei 、 Ni 、Ui 第 i 次實(shí)時定位數(shù)據(jù)的 E、

33、N、U 方向分量，單位為米（m）；E0i 、 N0i 、U0i 第 i 次實(shí)時定位的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo) E、N、U 方向分量，單位為米（m）。n按公式（A.4）公式（A.7）計算站心坐標(biāo)系下各方向的定位偏差（bias）：EiE i1（A.4）nnNiN i1（A.5）nnUiU i1（A.6）2 2NEnH （A.7）11BD 4200052015式中：E 、 N、U 定位偏差的 E、N、U 方向分量，單位為米（m）； H 水平定位距離偏差，單位為米（m）。按公式（A.8）公式（A.11）計算定位誤差的標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation)：1n 1ni 1( E iE) 2 E （A.8）

34、N U （A.9）1n 1ni 1( N iN) 21n 1ni 1( U iU) 2（A.10） N 22E H （A.11）式中： E 、 N、U 定位誤差的標(biāo)準(zhǔn)差在 E、N、U 方向的分量，單位為米（m）； H 定位誤差的標(biāo)準(zhǔn)差在水平方向的分量，單位為米（m）。計算置信概率為 95%的定位精密度（precision）：2對于水平方向，在各軸向隨機(jī)誤差接近正態(tài)分布、且誤差橢圓軸比約為 1 的假設(shè)下，可取置信因子 k 2 ( k 2.448 / 1.73 的安全的近似值， k 2 時水平誤差落在半徑 為 2 H 的圓內(nèi)的概率在 95.4%98.2%之間，具體值取決于誤差橢圓的軸比，2 H 值

35、通常作為水平誤差大小的 95%界限5），按公式（A.12）計算：U H k H 2 H ,p 95% （A.12）對于垂直方向，取置信因子 k 2 （ k 1.96 的安全近似值），按公式（A.13）計算：式中：U U k U 2 U ,p 95% （A.13）UH 置信概率 95%的水平定位精密度，單位為米（m）；UU 置信概率 95%的垂直定位精密度，單位為米（m）。分別報告偏差（bias）和精密度（precision）：NEU 三個方向的定位偏差：（ N 、 E 、 U ）。水平定位精密度：U H垂直定位精密度：U U12 2 H , 2 U ,p 95% 。p 95% 。BD 4200

36、052015計算定位精度（accuracy）：水平定位精度按公式（A.14）計算：MH H UH垂直定位精度按公式（A.15）計算： （A.14）MU U UU（A.15）排序法在測試時間足夠長、能夠獲得大樣本量定位數(shù)據(jù)（例如以 1Hz 更新率采集 24h 的定位數(shù)據(jù)）的情況下，也可以用如下方法處理：將全部有效定位數(shù)據(jù)的誤差從小到大進(jìn)行排序，取位于全部有效樣本總量 95%處的樣本點(diǎn)的誤差作為定位精度（95%）測量結(jié)果。13BD 4200052015附 錄 B（資料性附錄）實(shí)際衛(wèi)星信號下的動態(tài)定位精度測試方法除采用本標(biāo)準(zhǔn)5.4.4.2規(guī)定的模擬衛(wèi)星信號下的動態(tài)定位精度測試方法外，也可以根據(jù)需要采

37、用本附錄的方法，在實(shí)際衛(wèi)星信號下進(jìn)行測試。方法一把一臺安裝固定好的工作正常的被測導(dǎo)航單元，以 25m/s1m/s 的速度，沿直線運(yùn)行至少1min2min，然后在 5s 內(nèi)沿同一直線將速度降到 0。測量被測導(dǎo)航單元指示的靜止位置坐標(biāo)與實(shí)際靜止位置坐標(biāo)的誤差，水平誤差和垂直誤差應(yīng)不超過4.4.2規(guī)定的限值。被測導(dǎo)航單元指示的靜止位置由其靜止后 10s 內(nèi) 10 個連續(xù)輸出的位置數(shù)據(jù)求平均值得到。實(shí)際靜止位置的坐標(biāo)按如下方法測得：在靜止點(diǎn)架設(shè)參照接收機(jī)，參照接收機(jī)的位置測量誤差在 X、Y 、Z 三個方向上應(yīng)不超過 1 m。把一臺安裝固定好的工作正常的被測導(dǎo)航單元，以 12.5m/s0.5m/s 的速

38、度，在水平面沿直線運(yùn)動至少 100m，并在運(yùn)動中相對直線兩側(cè)以 11s12s 周期均勻偏移 2m，保持至少 2min。在運(yùn)動過程中，導(dǎo)航單元應(yīng)保持衛(wèi)星信號鎖定，其顯示的水平位置應(yīng)在以運(yùn)動平均方向?yàn)橹行乃椒较蚩倢挾?24 m 的范圍內(nèi)，垂直位置應(yīng)在以運(yùn)動平均方向?yàn)橹行拇怪狈较蚩倢挾?0 m 的范圍內(nèi)。方法二使用具有 RTK 測量功能的接收機(jī)（包括基準(zhǔn)站和流動站）獲取載體在運(yùn)動過程中各時刻的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)，基準(zhǔn)站與流動站距離不超過 5km。將導(dǎo)航單元所用天線和流動站所用天線安裝在運(yùn)動載體上，兩天線的相位中心相距不超過 0.2m，載體以方法一中 b）描述的軌跡運(yùn)動，在運(yùn)動全過程中以1Hz 更新率采集導(dǎo)航單元輸出的位置坐標(biāo)，并與流動站提供的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)相比較，參照附錄 A 的方法計算定位精度。14BD 4200052015參 考 文 獻(xiàn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間信號接口控制文件 公開服務(wù)信號（2.0 版），2013IEC61108-1:2003 Ma