GBT18214.1-2000全球导航卫星系统（GNSS）第1部分：全球定位系统（GPS）接收设备性能标准、测试方法和要求的测试结果.pdf 13页

'中华人民共和国国家标准全球导航卫星系统第部分全球定位系统接收设备性能标准测试方法和要求的测试结果发布实施国家质量技术监督局发布 前言本标准根据国际电工委员会全球导航卫星系统第一部分全球定位系统接收设备的性能标准测试方法和要求的测试结果编制而成为适应国际贸易技术和经济交流的需要本标准在技术内容和编排格式上与国际标准保持一致本标准等同采用第一版本标准结合我国国情本标准与第一版的主要差别如下在第章引用标准中增加了我国标准在第章定义与缩略语中原文未列出内容本标准增加了有关术语和缩略语将中的捕获定义放到了第章在中为便于理解增加一条注在下面也增加了一条注本标准由中华人民共和国信息产业部提出本标准由全国导航设备标准化技术委员会归口本标准起草单位信息产业部电子第二十研究所本标准主要起草人徐刚王达民吴燕刘乾富张红 前言国际电工委员会是由各国电工委员会国家委员会组成的世界性标准化组织的目的是促进电气电子领域标准化问题的国际合作为此发布国际标准国际标准的制定由技术委员会承担对所涉及问题关切的任何国家委员会均可以参加国际标准的制定工作与有联系的任何国际组织政府和非官方组织也可参加国际标准的制定与国际标准化组织根据两组织协商确定的条件进行密切合作在技术问题上的正式决议或协议是由对这些问题特别关切的国家委员会参加的技术委员会制定的对所涉及的问题尽可能地代表了国际上的一致意见这些决议或协议以标准技术报告或导则的形式发布以推荐的形式供国际上使用并在此意义上为各国家委员会认可为了促进国际上的统一各国家委员会有责任使其国家和地区标准尽可能采用标准标准与相应国家或地区标准之间的任何差异应在国家和地区标准中指明以无记名程序表明其同意对宣布与其标准相符的任何设备不负责任请注意到国际标准的某些内容可能是专利的主体不负责识别任何或所有这样的专利权国际标准由第技术委员会负责海上导航和无线通信设备与系统的技术委员会制定本标准的内容基于下述文件最终国际标准草案表决报告本标准审批时的表决报告参见表中所列的文件 中华人民共和国国家标准全球导航卫星系统第部分全球定位系统接收设备性能标准测试方法和要求的测试结果范围本标准根据决议规定了船用接收设备最低性能标准测试方法和要求的测试结果该设备是利用美国联邦政府国防部的全球定位系统信号进行定位的在选择可用性有效的情况下定义了标准定位服务的信号规范美国国防部于年月公布的信号规范中已对进行了说明最低性能标准概括在表中本标准也适用于决议中规定的其他水上航行用的接收设备本标准中所有与决议等同的语句均在括号中注明章条号第章与第章的要求互为对应引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性全球海上遇险与安全系统船用无线电设备和海上导航设备通用要求测试方法和要求的测试结果环境条件的分类第部分环境参数及其严酷度的分类船舶环境海上导航设备通用要求测试方法和要求的测试结果海上导航与无线电通信设备和系统数字接口海上导航与无线电通信设备和系统数字接口第部分单通话器和多受话器决议导航精度标准决议全球海上遇险与安全系统船用无线电设备和电子导航设备通用要求决议全球无线电导航系统决议船用全球定位系统接收设备性能标准建议海上无线电信标对全球导航卫星系统差分传输的技术特性在区域为频段内国家质量技术监督局批准实施 全球定位系统标准定位服务信号规范美国国防部导航星差分服务推荐标准版定义与缩略语定义本标准采用下列定义选择可用性是一项将误差引入卫星时钟和星历数据中以降低标准定位服务精度的人为措施标准定位服务接收的载频和码信号所进行的测量定位服务几何精度因子因用户和所选星座间的几何关系引起定位误差的放大因子码用于调制卫星载频信号的粗捕获码捕获指处理卫星信号来获取满足精度要求的定位过程缩略语水平精度因子位置精度因子协调世界时全球定位系统被测设备最低性能标准目标接收设备是指最大速度不超过的船舶导航用设备它除应满足决议中的通用要求外还应满足下列最低要求本标准仅涉及为导航进行定位的基本要求而不涉及设备中的其他计算装置接收机可以接收其他数据输入例如速度与距离测量设备陀螺或其他导航系统提供的数据输入包括差分修正数据但本标准中最低性能要求只适用于以导航定位为目的的标准定位服务其他的计算输入输出功能或附加的显示功能不应使设备性能降至本标准的最低性能以下接收设备应符合决议和中的条款以及信号规范的精度要求和对数字接口的要求并应按照对其测试接收设备本性能标准中所用接收设备包括为了正确执行其预定功能所需的所有组成部分和单元设备应至少包括下列装置能接收信号的天线 接收机和处理器读取计算出的经度纬度位置的装置数据控制和接口位置显示和要求的其他输出形式的装置可用多种配置中的一种来配置成设备以提供必要的位置信息例如对可独立应用的接收设备通过键盘上的位置信息功能键来获取已计算出的位置对集成系统中的接收设备用分配的端口读取计算出的位置并且至少有一个远距离的设备可用该位置信息上述例子不应被暗示成对将来开发范围的限制接收设备的性能标准概述接收设备应能接收和处理有效情况下的标准定位服务信号并提供位置信息坐标系中的经度和纬度精确到千分之一分和相对的定位时刻可以提供将下计算出的位置转换到与所用导航海图相一致的数据的方法若有此换算显示器应指明正在执行坐标变换并表明位置信息的坐标系接收设备应接收信号和码设备输出接收设备至少提供一个输出接口将位置信息从该输出接口供给其他设备输出的位置信息基于坐标应符合格式注有关接收设备输出信号格式详见精度接收设备的静态精度天线的水平位置为条件是水平精度因子或位置精度因子接收设备的动态精度船舶位置为条件是或且船舶经受同样的海情运动状态捕获接收设备应能自动选择适当的卫星信号并按所要求的精度和数据更新率测定船舶的位置在没有正确的星历数据时接收设备应在内获得满足精度要求的位置数据当有正确的星历数据时接收设备应在内获得满足精度要求的位置数据当信号中断至少而不断电源时接收设备应在内重新获满足精度要求的位置数据当发生掉电时接收设备应在内重新获得满足精度要求的位置数据接收设备在以下四种状态下应满足最低性能标准状态设备初始状态在不加电或不收信号情况下设备经长距离运输大于而小于以上设备不加电以上设备不收信号决议及 状态电源断电在正常工作情况下设备掉电以上状态信号中断在正常工作情况下信号中断大于但设备仍保持加电状态信号短暂中断例如经过桥下时中断或更短如果用户能保障供电和为天线提供宽阔清晰的视野对于上述状态达到所要求的捕获时间见表表捕获时间限制设备状态捕获时间限制保护天线与输入输出的连接应采取保护措施保护由于天线或天线输入输出接头或接收设备的输入输出端发生短暂持续短路或接地而不致带来永久性的损害电磁兼容性接收设备应符合有关对电磁干扰和电磁兼容性预防措施的要求天线安装天线安装应做到使其在船上的位置可清楚地观察到卫星星座灵敏度和动态范围当输入信号载波电平在范围时接收设备应能捕获卫星信号一旦卫星信号被捕获该设备应连续正常工作直到卫星信号载波电平降到为止特殊干扰信号的影响接收设备应符合下列要求在正常工作状态即接通电源并连接天线后受到频率为场强为信号的辐射当信号消除且接收天线位于正常的卫星信号下接收设备应在内计算出正确的位置坐标而无需操作人员介入注这相当于使天线受到距其远的型天线的正向辐射在正常工作状态即接通电源并连接天线后受到由个脉冲组成的脉冲群信号辐射每个脉冲宽周期占空比频率范围功率密度约这样的脉冲群信号每重复一次持续辐射当该干扰信号消失接收天线位于正常的卫星信号下时接收设备应在内计算出正确的位置坐标而无需操作人员介入注此状况相当于天线处于波段海用雷达的辐射下此海用雷达使用一个转速为的裂缝天线工作于标准脉冲宽度脉冲速率脉冲在同一平面上雷达天线正向对着天线旋转中心距天线位置更新接收设备应至少每产生显示并输出一次新的位置解位置的最低分辨率即经度纬度应为故障告警和状态显示如果计算出的位置可能超出性能标准的要求设备应提供显示接收设备至少应做到如果有下列情况之一接收设备应在内提供显示规定的或超出指标计算新位置的时间超过当上述情况出现时在恢复正常工作前应将最后一个已知位置和最后一次正确定位时间与该状态的显著标志一起输出以避免混淆 丢失位置告警差分状态显示应表明接收到信号显示的船舶位置是否利用校准差分输入接收设备应具有处理馈入的数据的装置其数据处理按推荐的标准和相关的标准进行当接收设备工作在差分方式时静态和动态位置精度和应为注差分接收设备的标准包含在以后的全球导航卫星系统第部分差分与差分海上无线电信标接收设备性能标准测试方法和要求的测试结果中测试方法和要求的测试结果测试场地除非另有协议生产厂家应准备接收设备并保证设备在测试开始前正常工作测试顺序没有特定的测试顺序在测试前应由测试方和被测设备提供方协商一个测试顺序如果场地适宜针对此标准不同条款的各项测试可同时进行生产厂家提供足够的技术资料以便能正确地操作接收设备对一般用户操作不涉及的特殊测试应另外提供数据例如为了条测试意味着要消除已有的星历数据标准测试信号性能测试的目的是通过各种环境条件下的实际测试来证实接收设备是否符合第章中提出的最低性能标准因为确定信号模拟器的性能一致性是很困难的它超出了试验室可以提供的模拟器范围另外把模拟器信号耦合到各种未知结构的接收设备中一致性也是困难的所以这些测试都需利用实际的卫星信号可以使用其他模拟测试信号的方法前提是模拟器产生的信号必须具有与卫星信号相同的特性包括接收机噪声抖动和正常动态星座下能良好地产生几何位置配置好的卫星信号把性能检查定义为中描述的静态精度测试即应在大于小于的时间内选取的测量定位数据至少组采用坐标计算测量出的天线的位置和已知的位置相比误差应小于精度测试在测试接收设备定位精度时必须注意到所用卫星的精度因子测量值是接收设备测试时用的可视卫星星座可用性的标志如果可认为满足测试条件如果则认为测试结果不可靠如果则应推迟测试直到有好的精度因子时精度测试的目的是评价由在静态和动态情况下得出的位置精度是否满足本最低性能标准中提出的性能指标如果利用模拟器来测试精度应设定或测试条件测试环境条件所有测试应在温度为相对湿度为的环境条件下进行当实际情况使得无法在上述条件下进行测试时应在测试报告后面附上对此测试结果的说明并陈决议 述测试过程中的实际温度和相对湿度出于实际考虑对属中类设备部分例如天线其测试条件应在中规定的类的环境范围内注类设备指暴露在大气中的设备或单元见静态测试场地天线的安装应按厂家的说明书进行其高度应距电气地之上从天顶到水平面以上仰角的空间对卫星的视野要清晰天线的位置应已知且相对基准的精度在方向应优于在测试过程中应使用厂家规定的最大电缆长度所有静态测试应利用实际的信号性能测试注括号中的条号是指本性能标准的章条号接收设备对被测设备应通过查看设备和厂家提供的文件来检查各组成部分位置数据输出要按厂家提供的文件检查被测设备的位置数据输出格式设备输出应通过查阅厂家提供的文件和议定的电气试验来检验被测设备是否符合精度静态测试应该在以上的时间内获取至少个连续测量定位数据来计算天线的平均位置这个测量数据的分布与已知的坐标下的天线水平位置相比较误差应不大于舍弃测量数据的条件为和差分应在以上的时间内每秒取一次测量数据来计算天线的平均位置测量数据的分布与已知的天线水平位置相比较误差应不大于已知天线的水平位置在产生校准数据所用的参考坐标中应精确到校正数据按格式由实际差分广播得到天线的角运动测试期间当天线以大约的周期做的角移动模拟滚动时应重复和中规定的静态测试其结果应与和相同动态测试动态精度的测试是对表段方向纵向和方向横向所列条件的实际解释这里对于所有级别的环境试验均规定纵向加速度为横向加速度为以下是应用这些加速度的实例把一台安装固定好的工作正常的被测设备以的速度沿直线航行最少然后在内沿同一直线将速度降到此时被测设备显示的位置与最终静止位置的偏差应不大于此后内所显示的位置应落在静止位置的内把一台安装固定好的工作正常被测设备以的速度沿直线运动至少在运动中当出现相对直线两侧以周期均匀偏移时该设备应保持锁定卫星信号工作并且沿着运动的平均方向至少运动 当用模拟器测试时模拟器的特性应精确地表示和中所要求的接收信号对于上述方法应采取下列方法之一来确定静止位置在静止点旁边架设一台与被测设备相同的接收机比较两设备显示输出的位置数据当不用时用模拟器提供一个基准位置输入差分动态精度的测试是对表段方向纵向和方向横向所列条件的实际解释这里对所有级别的环境试验均规定纵向加速度为横向加速度为以下是应用这些加速度的实例把一台安装固定好的工作正常被测设备以的速度沿直线航行最少然后在内沿同一直线将其速度降到此时被测设备显示的位置与最终静止位置的偏差应不大于此后内所显示的位置应落在静止位置的内当用模拟器测试时模拟器的特性应能精确地表示中要求的接收信号对于上述方法应采取下列方法之一来确定实际位置和静止位置对上述条应对静止后周期内记录的个连续测量位置数据求平均来确定静止位置而实际位置的测量精度应为对上述条应由模拟器提供基准输入位置精确到以内捕获状态初始状态被测设备应为下列任一状态初始位置一个距测试位置至少且不超过的假位置切断电源或以上不接收信号应按表所列的时间范围对设备进行性能检查状态电源断电将被测设备断电在断电期结束时应按表所列时间范围对设备进行性能检查状态信号中断在被测设备正常工作期间将天线完全屏蔽在天线屏蔽结束时应按表所列时间范围对设备进行性能检查状态信号短暂中断在被测设备正常工作期间将天线完全屏蔽在天线屏蔽结束时取下屏蔽罩按表所列时间范围对设备进行性能检查保护天线与输入输出连接将接收设备的天线输入端接地如有需要重新安装应正确连接天线或输入输出再进行性能检查结果应无永久性损伤电磁兼容性应按附录中进行测试天线安装应查阅厂家提供的技术文件检查被测设备天线确定是否适于船上安装并能保证对卫星星座有清晰视野灵敏度与动态范围捕获 用测试接收机来监测所接收的卫星信号当这些信号衰减到范围时进行性能测试被测设备应符合性能指标要求这项测试也可用模拟器进行跟踪用测试接收机来监测所接收的卫星信号当这些信号衰减到时进行该项指标测试应符合性能指标要求这项测试也可用模拟器进行特殊干扰信号的影响波段干扰在正常工作状态用信号源产生频率为功率密度为的信号对被测设备辐射再除去干扰信号进行性能检测波段干扰在正常工作状态用信号源产生个脉冲串信号每个脉冲宽度为周期占空比为频率范围为功率密度为对被测设备进行辐射每重复一次持续干扰信号消除后进行性能检查位置更新分辨率将被测设备置于平台上平台以的速度沿近似直线运动在内每隔检测被测设备的位置数据输出观察每次位置数据输出更新的时刻此项测试也可用模拟器进行更新速率将被测设备置于平台上平台以的速度沿近似直线运动在内每隔检测设备的位置数据输出观察每次位置数据输出更新的时刻此项测试也可用模拟器进行位置的最小分辨率即通过观察上述和的试验来核查测量位置经度和纬度的最小分辨率故障告警和状态指示在所有静态和动态性能测试期间应记录各种显示和告警他们显示的次数与被测设备的情况相近似差分输入检查厂家的技术文件以便核实被测设备处理下述通信协议的正确性差分业务部推荐的标准利用海上信标作差分校正的数据通信该标准包含在中确认指示收到信号指示输出的船舶位置数据是利用信号校正的在环境条件下的性能检查中干热周期被测设备处于工作状态并保持在规定的高温下天线升温到规定的高温后切断电源保温至少以达到温度稳定然后尽可能使该天线保温装于测试场地见并接到被测设备上尔后撤掉天线的保温层进行性能测试同时监测被测设备的表面温度 然后实施性能检查在此期间接收设备的温度变化不应大于中湿热周期被测设备处于工作状态并保持在规定的温度和湿度下天线尽可能保温将其安装于测试场地见并接到被测设备上再撤掉天线保温层进行性能测试接着实施性能检查天线的温度变化不应超过中低温周期被测设备保持在规定的低温工作状态天线冷却至规定的低温并至少保温以达到温度稳定然后尽可能将天线隔热将其安装于测试场地见并接到被测设备上再撤掉天线的隔热层进行性能测试接着实施性能检查天线的温度变化不应超过中振动被测设备处于工作状态在试验结束时将被测设备搬至测试场地进行性能检查中淋雨试验将被测设备的天线处于工作状态接受淋雨试验实施性能检查通则除热冲击跌落和浸水以外其他所有条款均适用表最低性能标准表覆盖范围覆盖范围条件与制约全球覆盖在内全球平均都可见到颗或颗以上卫星的概率颗卫星必须提供仰角以上没有遮挡该标准基于颗工作卫星以历书来确定卫星星座最坏情况对地球上最坏的地方在内可见到颗或颗以上卫星的概率颗卫星必须提供仰角以上没有遮挡该标准基于颗工作卫星以历书来确定卫星星座表服务可用性服务可用性条件与制约全球平均满足覆盖范围标准中的条件标准基于典型的时段在全球范围平均利用的平均周期来确定典型时段单点平均满足覆盖范围标准中的条件标准基于地球上最坏一点的典型时段利用的平均周期来确定典型时段在最坏情况的一天对满足覆盖范围标准中的条件全球平均标准表示在最坏情况下对全球平均得到时段在最坏一天的最坏一点满足可用范围标准中的条件的值标准基于在全球最坏的一点上得到的最坏情况的时段 表服务可靠性服务可靠性条件与制约全球覆盖满足覆盖范围和服务可用性标准的条件预测水平误差的可靠性门限为不超值该标准基于年的测量时段在全球每天的平均测量值以采样时段中出现服务故障较多的最长为基础确定该标准单点平均满足覆盖范围和服务可用性标准的条件预测水平误差的可靠性门限为不超值该标准基于年的测量时段在全球最坏点上平均一天的测量值采样时段中出现服务故障较多的最长为基础确定该标准表定位和定时精度精度标准条件与制约预测的精度满足覆盖范围服务可用性与服务可靠性标准的条件水平误差时间标准基于在全球任何地点时段的测量数据垂直误差时间水平误差时间垂直误差时间重复精度满足覆盖范围服务可用性与服务可靠性标准的条件水平误差时间标准基于在全球任何地点时段的测量数据垂直误差时间满足覆盖范围服务可用性与服务可靠性标准的条件相对精度标准基于在全球任何地点时段的测量数据水平误差时间假定各接收设备是用相同卫星并在几乎相同的时刻计算它们的位置垂直误差时间授时精度满足覆盖范围服务可用性与服务可靠性标准的条件时间用接收设备解算出的位置计算的时间建立此标准标准基于在全球任何地点时段的测量数据根据美国海军天文台的来定义标准'