卫星导航授时精度检测系统及方法与流程

本技术涉及卫星导航检测，具体涉及卫星导航授时精度检测系统及方法。

背景技术：

1、目前，在卫星导航授时精度检测领域中，现有的检测系统通常依赖昂贵的内部独立时频基准源作为测量参考，导致系统硬件架构复杂且建设运维成本高昂。同时，现有的检测手段往往将授时精度测试与抗干扰测试分散在不同的设备或环境中进行，缺乏在受控电磁环境下将干扰信号强度与授时偏差进行关联测量的机制，难以建立干扰功率与授时精度之间的定量映射关系，导致对待测设备抗干扰能力的评估缺乏可复现的量化依据。因此，急需一种能够简化系统架构并实现干扰强度与授时精度定量映射检测的卫星导航授时精度检测系统及方法。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的检测系统架构复杂成本高、缺乏干扰强度与授时精度定量映射关系，导致对待测设备抗干扰能力的评估缺乏可复现的量化依据的问题，本技术通过卫星导航授时精度检测系统及方法，实现了在电磁屏蔽环境下复用外部时频基准进行高精度测量，并构建干扰功率与授时偏差的定量映射模型。

2、为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：

3、一种卫星导航授时精度检测系统，包括电磁屏蔽测试空间、穿墙板组件、卫星导航信号模拟模块、干扰信号注入模块、时间偏差测量模块以及数据采集与判定模块。其中，穿墙板组件设置于电磁屏蔽测试空间的屏蔽壁上，用于在维持电磁屏蔽效能的条件下实现电磁屏蔽测试空间内外的信号传输。卫星导航信号模拟模块配置为在电磁屏蔽测试空间内向待测设备辐射卫星导航信号。干扰信号注入模块配置为向待测设备注入干扰信号，并基于功率检测组件在待测设备的天线位置标定干扰信号的干扰功率。时间偏差测量模块配置为接收外部授时基准装置输出的频率基准信号和时间基准信号，并基于频率基准信号和时间基准信号，测量待测设备输出的时间信号相对于时间基准信号的时间偏差。数据采集与判定模块配置为同步采集不同干扰功率下的时间偏差以及待测设备基于卫星导航信号输出的射频状态数据，并基于时间偏差和干扰功率构建映射关系，以输出授时精度判定结果。

4、作为优选，时间偏差测量模块的外参考输入端与外部授时基准装置的频率基准输出端连接，以接收频率基准信号；时间偏差测量模块的开门通道与外部授时基准装置的时间基准输出端连接，以接收时间基准信号；时间偏差测量模块的关门通道与待测设备的时间信号输出端连接，以接收时间信号。

5、作为优选，频率基准信号为高频频率基准信号，时间基准信号为秒脉冲时间基准信号；时间偏差测量模块以高频频率基准信号为时钟基准，测量开门通道接收的秒脉冲时间基准信号与关门通道接收的时间信号之间的时间差，以获得时间偏差。

6、作为优选，干扰信号注入模块包括射频信号发生器、功率放大器、可调衰减器、定向耦合器和功率检测组件。射频信号发生器的输出端与功率放大器的输入端连接，功率放大器的输出端串接定向耦合器后连接至发射天线。可调衰减器设置于射频信号发生器与功率放大器之间的通路，或设置于功率放大器与定向耦合器之间的通路。功率检测组件包括功率计，定向耦合器的耦合端与功率计连接，以在待测设备的天线位置标定干扰功率。

7、作为优选，射频信号发生器配置为生成带内干扰信号和带外干扰信号作为干扰信号；可调衰减器配置为按预设步进调节干扰功率，数据采集与判定模块基于功率计的反馈数据建立功率控制查找表，用于对干扰功率的进行控制。

8、作为优选，射频状态数据包括可见卫星数和载噪比；数据采集与判定模块配置为同步采集不同干扰功率下的时间偏差、可见卫星数和载噪比，并基于时间偏差和干扰功率生成抗干扰容限曲线，抗干扰容限曲线表征干扰功率与时间偏差之间的映射关系。

9、作为优选，干扰信号包括带内干扰信号和带外干扰信号；数据采集与判定模块配置为：基于抗干扰容限曲线，在带外干扰信号的干扰功率达到第一预设阈值时，判定待测设备的授时同步状态；在带内干扰信号的干扰功率达到第二预设阈值时，判定待测设备的守时精度状态；在干扰功率达到第三预设阈值时，验证待测设备是否输出干扰检测标志位。

10、作为优选，穿墙板组件包括射频穿墙板、串口穿墙板和时频信号穿墙板；射频穿墙板用于传输卫星导航信号和干扰信号；串口穿墙板用于传输待测设备的串口数据；时频信号穿墙板用于传输时间信号；电磁屏蔽测试空间的内壁和测试台面铺设吸波材料。

11、此外，本技术还提供了一种卫星导航授时精度检测方法，应用于如上述方案所述的卫星导航授时精度检测系统，包括：在电磁屏蔽测试空间内进行系统预热，并基于功率检测组件在待测设备的天线位置标定干扰信号的干扰功率；在无干扰信号注入的状态下，基于外部授时基准装置输出的频率基准信号和时间基准信号，测量待测设备输出的时间信号相对于时间基准信号的基线时间偏差；按预设步进向待测设备注入干扰信号，并同步采集不同干扰功率下的时间偏差以及射频状态数据；基于采集的时间偏差和干扰功率构建映射关系，并基于映射关系和射频状态数据输出授时精度判定结果。

12、上述方法通过标准化的测试流程，确保了在不同测试批次间环境条件与基准源的一致性，结合空间功率标定与多维数据同步采集机制，实现了授时精度检测结果的自动化生成与可追溯性。

13、作为优选，按预设步进向待测设备注入干扰信号，并同步采集不同干扰功率下的时间偏差以及射频状态数据，包括：执行灵敏度测试，按预设降功率步进降低卫星导航信号的功率，记录待测设备的捕获灵敏度和跟踪灵敏度；执行抗干扰测试，按预设升功率步进增加干扰功率，每档功率维持预设时间，记录各功率点对应的时间偏差、可见卫星数和载噪比。基于采集的时间偏差和干扰功率构建映射关系，包括：基于抗干扰测试中记录的各功率点对应的时间偏差，生成抗干扰容限曲线。

14、有益效果：

15、本技术通过在电磁屏蔽测试空间内构建一体化的检测架构，一方面利用穿墙板组件与特定的接口拓扑复用外部授时基准装置提供的频率基准和时间基准，替代了传统检测系统中昂贵的内部独立高精度时钟源，在显著降低系统硬件复杂度与建设成本的同时，保证了测量基准的溯源性与准确性；另一方面，通过干扰信号注入模块中的功率检测组件在待测设备天线位置进行干扰功率的空间精确标定，并由数据采集与判定模块同步采集该标定功率下的时间偏差及射频状态数据，从而建立起干扰强度与授时精度之间的定量映射关系，克服了现有技术中干扰测试与精度测试分离、无法量化评估抗干扰能力的缺陷，提升了检测结果的可复现性与工程实用价值。

16、本技术通过明确界定时间偏差测量模块与外部授时基准装置及待测设备之间的物理接口连接关系，即分别通过外参考输入端、开门通道和关门通道接收频率基准、时间基准及待测时间信号，使得系统架构的简化不仅体现在软件逻辑层面，更体现在硬件连接的实质性改进上，这种特定的信号流转路径确保了在复用外部基准时测量链路的完整性与稳定性，同时也便于在实际应用中通过查验物理接线快速验证系统配置的合规性。

17、本技术在干扰信号注入模块中采用定向耦合器串接于功率放大器输出通路并将其耦合端连接至功率计的特定硬件拓扑，配合可调衰减器的步进调节与功率控制查找表的建立，实现了对待测设备天线位置处干扰功率的闭环精确控制与实时标定，消除了线缆损耗、连接器差异及空间传播不确定性对干扰强度标定的影响，为构建高精度的抗干扰容限曲线提供了可靠的物理基础。

18、本技术的数据采集与判定模块通过同步采集时间偏差、可见卫星数和载噪比等多维射频状态数据，并基于这些数据生成表征干扰功率与时间偏差映射关系的抗干扰容限曲线，进而依据预设阈值自动判定授时同步状态、守时精度状态及干扰检测标志位，实现了从单一指标测试向多维度综合性能评估的转变，使得检测结果能够全面反映待测设备在复杂电磁环境下的实际授时性能，提高了检测效率与判定的客观性。