GPS接收机OEM板性能要求.docx

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1、ICS33200M50备案号:SJ中华人民共和国电子行业标准SJ-GPS接收机OEM板性能要求及测试方法PerformancerequirementsandtestmethodsforGPSreceiversOEMboard（报批稿）XXXX-XX-XX发布.XXXX-XXXX实施中华人民共和国信息产业部批准前言IH1范用12规范性引用文件13术语、定义及缩略语13.1 术谙及定义13.2 缩略暗24要求24.1 总则24.2 自检与数据保持功能24.3 通道数与跟踪实力24.4 接收灵敏度24.4.1 捕获艮敏度24.4.2 跟踪灵敏度34.5 制度34.5.1 1点定位.34.5.2 相对

2、定位精度34.5.3 差分定位精度345.4观测依（跟踪精度34.5.5 速度精度34.5.6 授时精度34.6 首次定位时间34.7 重新捕获时间34.8 动态性能34.9 数据输出信息34.10 10接口44.Il爱护44.12电魂44.13功耗44.14尺寸与曳量44.15环境适应性14.15.1高444.15.2低温44.15.3湿热44.15.4振动45测忒方法15.1 溯试环境条件45.2 测试设备要求45.3 测试场地要求55.4 测试连接图55.5 功能和性能测试55.5.1自检与数据保持功能55.5.2通道数与跟踪实力55.5.3接收灵敏段65.5.3.I桶状灵敏位65.5.

3、3.2跟踪以敏度65.5.4制度65.5.4,1单点定位精度65.54.2相对定位精度75.5.4.3差分定位精度H5.5.4.4观测俯（跟踪精度85.5.15速度精度95.5,4,6授时精度95.5.5首次定位时间95.5.6重新捕获时间95.5.7动态性能105.5.8数据输出信息10：fit性：:一HI-一与适fi温热动护故耗寸%而低湿振爱电功尺环-X.-A刖目请留意本标准的某些内容有可能涉及专利。本标准的发布机肉不应担当识别这些专利的田任，本标准由中国电子技术标准化探讨所归口。本标准起草单位：天令导航通信技术有限公司（卫星导航应用国家工程探讨中心）、航天科技集团704所.本标准主要起草

4、人：李晓东、熊建樨、闫亚鹏.GPS接收机OEM板性能要求及测试方法1楚国木标准规定了接收GPS卫星(J载波(1575.12MHz).C/A码(1.023MHz)信号的单频接收机OBl板和接收GPS卫星1.l祓波天线运用测型接收天46,天戏相位中心改变引起的基线测M识基应小于塔姚测M水平板称精度的IlWZ-5“XI。XD差分定位精度具行伪即型分定位功能的GPS接收机OEMfc.在用户到基准站距禹小于15k状况下,其伪距差分GPS水平定位精度应优干2(CEP).CEP(KI概率误差).指在以无线人实位皿为IW心的IW内.偏肉网心概奉为5仇的二舱点位而1枚分布Hfft.具有RTK定位测试功能的双频G

5、PS接收机OEM板，在茶戏长度小于15km状况下，RTK甚我测玳水平标称精度应优于：(l(H210D11n.D为基线K度，单位为千米(km)。天线运用测量型接收天然.天线相位中心改变引起的基战测埴误差应小于基战泓量水平标称精度的非常之一。观测值(跟踪)精度a) 1.l靓波C/A码伪矩冽瓜精度优于3mRMS)；b) 1.k1.2载波相位跟踪精度优于311m(RYS)。速度精度在PDoPW4时，逋度精度应优于02ms(RMS)e授时精度GPS接收机OEY板给出的UTC时间与国际1.TC时间的一样程度,对于具有一般授时功能的GPS接收机OBJ板，其IPPS输出授时中度应优于20OnS(RMS)：对于

6、具有精密授时功能的GPS接也机OE)J板.其IPPS输出授时精度应优于50nsRHS),46首次定位时间4.6.1未存谛任何信息(冷启动).TTFF120s.4. 6.2存储有H期、时间、位置和历书温启动).TnT40s.存储有日期、时间、位置、历书和星历(热启动)，TIFFWMs,存储的11期、时间、位置、历书等信息其中之一或几个不行用，TTFF120s.4.7 重新捕获时间GPS卫星信号短暂中断，中断时间不超过5s时，GPS接收机OEv板重新捕获卫星信号并确定其位置的时间应小于1s.4.8 动态性能4. 8.1GPS接收机OBI板正常定位的最离速度应不低于515sGpS接收机OEM板正常定

7、位的收高加速度应不低于40m，sGPS接收机OEM板IE常定位的最高加加速度应不低于KWS)4.9数据输出信息GPS接收机OEM板应能自动、连续地计灯弁输出新的位置、速度解(基于BGS-84坐标)，更新率至少应】次/秒:位置数掘(势度和纬度)的最低辨别率应精确到0.001.GPS接收机OEM板应能输出原始观测业，原始观测改主要包括观测历元、C/A码伪距弱量:值、1.I战波相位测量值、U-P码伪距测量值、1.2载波相位测量值、1.2-P码伪距测量值、“与1.2就波多普勒、U与1.2载波积分多普勃、信噪比等.不同接收机OEM板谕出的主要原始观测Jft为上述观测JN中几个或全部.原始观测处以二进制格

8、式输出：数据更新率至少应1次/杪.GPS接收机OEM桢应能输出GPS卫星历书和星历等参数.4.10接口4.10.1具有差分定位功能的GPS接收机OEM板至少应具行一个输入数据接Q（RS232、RS422或TT1.）,其数据格式符合SJXXXXXXXX规定的格式4.10.2GPS接收机OEM板至少应具有一个输出数据接口（RS232、RS422PTT1.）,以便蛹出信息供应其他设备，输出数据格式之一应符合GB/T205122006规定的格式.具有按时功能的GHS接收机OEV板至少应具有一个时间标准信号1PI,S输出接口（RS422或r11.）,IITS信号正脉冲宽度由产品规莅规定。GPS接收机OE

9、M板大战入口连接器举荐采纳SMA型、SMB型、MCX型或MMCX型接头,时于运用有源接收天线的GPS接收机OHl板应能供的馈电电压.馈电电压的直流额定工作电压取值范阚：3VDC-12VDC.供应馈电电流：2511u-65a.注rTT1.电为+3.3V或+5Y.4.11爱护GPS接收机OEM板天城输入接头和GPS接收机OEV板的数据输入、输出接口发生短号（持续Xin）用路或接地时，GPS接收机OEM板应无永久性损坏。4.12 电源4.12.1 GPS接收UlOEM板正常工作的比流额定电压取值范阚：2VDC-12YDC,当供电电压偏离额定电压5%时,（；PS接收机OBl桢应能正常工作.4.12.2

10、 当输入电压纹波峰做为50mV时，GPS接收机OEM板应能正常工作。4.13 功耗GPS接收机OEM板功耗由产品规苑规定。4.14 尺寸与重量GPS接收机OKI板尺寸与IgiR由产丛现范规定.4.15 环境适应性高温最高工作温度为70C,双薪贮存温度为85C。低温最低，作品度TOC,最低贮存温度为TO匕.湿热GPS接收机OEM板应能在温度为OC、相对程度为93%的环境下正常工作。振动GpS接收机OEM板在表2中规定的正弦波垂出振动时,应能正常工作,保持结构完好.好频段扫描至少15min.表2顿率Wz振幅11n5-12.51.6（容差10%）12.5250.38（容若10%）25-500.1（1

11、0）5测试方法5.1测试环境条件全部测试应在下列测试用标准大气条件下进行：a）泡度：15r35r：b）相对温度：25%75%:c）气压：86kPa106kPa.52测试设备要求测试用仪器设备均应经过计骑部门检定合格，并在有效期内.测试用仪零设备应具百足够的辨别率、精确度和稳定性,其性能应满意被测试性能指标的要求.其精便应至少高于被测指标精度的三分之一个量级.5.2.3GPS射版卫星信号模拟器应能实时模拟各种动态条件下GPSR星放射的1或1J/1.2致波网制下RF信号:信号格式及特性应符合GpS卫星信号相同的特性.详细性能指标要求如下：a）同时模拟的卫星信号个数：12：b）未调制的顼谱纯度：-3

12、0dB;c）谐波抑制：IOdB:d）未调制的短率相噪（IkHZ-IOkHz单边带宽：0.02radRMS：e）RF端口输出佶号电平标称伯1.I：-l30dBm:1.2：-136dBm;f）卫星信号电平辨别率：0.5dB:X）动态范恸：1）最大相对速度5000m/s：2）般大相对加速度400/s:：3）设大相对冲击100m/s!：h）精度：1）通道偏差校零误差0Im（RMS）：2）Cf（ft5iO.Olm（RUS）s3）伪距改变率误差0.005ms（对应多卜勒频率误差0.026Hz）：4）裁波相位矩高增量误差0001m：5）伪足加速度误差V。.005ns2（ls间隔）；6）伪距加加速度误差V0.

13、02m（ls间隔）：i）时钟精确度优于1.0*10-：j）时怦稳定度：D在工作品度范胭内优于1.OXI0:2）11植定度（预热24h）5X105.3 测试场地要求5. 3.1用实际史星信号测试时，溯求场地没有强电横干扰源，如通信基站、缶达等.测试场地的电描干扰强度应不影响GPS接收机OEM板的测试性能.在除态定位测状和RTK测见中,其测试场地要求应符合SJyyyy-yyyy中5.2的规定.5.4 测试连接IS测试连接按图1连接.图1测试连接图刈试时，伯号源主要选取GPS射痂R星信号模拟器，有些测试方法也用实际P.星信号作为信号源.但用实际卫星信号测试时，依据GPS接收机OEM板产品现惹选取相应

14、天线.显控设备为PC机等能鲂显控GPS接收机OEM板输出结果的设备.电源供应GPS接收机OEM板的电压为接收机额定电压。5.5 功能和性能测试自检与数据保持功能5.5.1.1通过显控谀备查看自检状态标记.用未存储任何信息的GPS接收机OEM板，加电正常,工作30in,通过显控设备，记录接收机当前时间、位置、历书与星历等，断电IOmin后再加电，记录起先时刻接收机的状态,用此与Igin的状态比较.依据厂家供应的产品说明.通过外部吩咐清除存储的信息.通道数与跟踪实力通过显控设备点看接收机的输出，视察并记录接收机的通道数及跟踪R星个数.接收灵敏度5.5.3.1捕荻灵腋度将GPS模拟信号发生器我波频率

15、调制到1575.42MHz和1227.6MHz,使怆出到GPS接收机OEM板的天战输入端的IJ软波信号强度分别调在T20dBf11-13OdBB和1.2软波信号强度分别调在T20dB%-136dBn时，依据厂家供应的关于卫星是否捕荻的状态说明，觇察GPS接收抗OEM板能否捕获信号.5.5.3.2跟踪灵敏度GPS接收机OEM板接收模拟器信号在跟踪卫星信号状态下,将GPS接收机OEM板的天线釉入端的1.1我波伯号电平减到733dBm和1.2或波信号电平战到739dBm,依据厂.家供应的关于卫星是否跟踪的状态说明，视察GPS接收机OEM板接收的卫星信号是否失锁，精度5.5.4.1单点定位精度5.5.

16、4.1.1静态单点定位精度天线的安袋应按厂家的说明书进行，其岛度向距电气地之上lm1.5m,从天顶到水平面以上5仰角的空间.天线的位置应已知,且相对WGS-81基准的精度应优于0.1m1000）连续测量定位数据,果样间隔为1s.将这n次测法位汽的分布与已知的WGS-81坐标下的天城位汽比较。舍弃测看位次数据的条件.取HDoP4或PDoP6.5. 5.4.1.2动态单点定位精度用模拟器测试，模拟器的输出估号能精确地衣示出GPS接收机OExJ板及天线的运动轨迹.GPS接收机OEV板及天线的运动轨迹为：在水平方向，以P速度匀速直规运动5min以上，然后在7,时间内沿宜线将速度降为零。速度、时可见表3

17、。记录接收机好杪更新的定位位置数据和模拟器集杪输出的位置数据（包括定位时间、HDOP和PDoP值）连续100组,逐一换算后，比较接收机定位结果与模拟器输出的位网数据。表3速度一IS时何T.：55GO6100550012.55.5.4.1.3数据处理a）按公式（1）与（2）计算水平定位偏差A1.M与垂百.（高度）定位偏差Ai加：HG1.lH=7(-)+(h)?Aig=M-M式中：i,1一一第i次实时水平定位偏差（经度、伟度）,单位为米（m）：Aj一一第i次实时垂出定位低养高度，单位为米（m）：,.一一第i次实时定位的天线位置坐标，单位为米（11:1 一自然数，取1.2n（n为测址数）：.（1p0

18、l一一第i次实时定位的大战标准位置坐标（fi单位为米（m）；冷态单点定位时4“,我,.儿,为定点坐标，动态定位时，,在八九”为模拟器第i次输出的标称位河b）按公式（3）与（Q计算实射定位儡差的算术平均值A：Me=里&23）a,=A1.4)n/-式中：.j实时水平定位儡差的算术平均侑，单位为米(m)；,g)实时乖Il定位偏差的算术平均俏，单位为米5),(5)(6)c)按公式(5)6计算实时定位的试验标准偏差S：S=式中：S,一一实时水平定的试脸标准偏差，单位为米(m)；5,a,实时垂之定位的试验标准脩差，单位为米(m)od)按公式(7)与8计修定位精度：(7)(8)A”=A(+2Sm式中：w水平

19、定位精度，单位为米.hv=j+25lftj式中：v垂史定位精度,单位为米5)。5. 5.4.2相对定位精度6. 5.4.2.1短基线比较将两台被测GPS接收机OEV板及天线架设在检定场点位上观测四个时段，每个时段的观测时间应不少于30min,得到的塞战测厥精度应优于。，四个时段法规结果的内符合精度应优于。.两台GPS接收机OEM板选用同一型号的测量型天线，天线相位中心改变引起的基城/J屏误差应小于基战测量水平标称精度的非常之一，且在整个测试中，GPS接收机OEM板枭纳相同的天城，测量的标准误差按9式计算：=a+(bdy式中：0一一CPS接收设备的标准偏差，旗位为米(11m):a一一固定设差，单

20、位为殛米(IniI)；b一一比例误差，单位为名米每千米(iim/km)：d-相邻点位间的距内,单位为千米(k三).一线测右精度m,及内符合精度mr依据(10)、(11)式计算：“与Se4(10)=(S-S,)2)311)_4W=(ZSJ/4(12)/-I式中：So一已知基线值，圆位为富米(11三1.S.每时段解算的基线结果，单位为建米(Inn).5.5.4.2.2中长基线比较格被测GNSS接收设备架设在检定场点位上同步观测四个时段,每个时段的观测时间应不少于60min,计算得到的堪战测求精度应优于。，四个时段基线结果的内符合精度应优于。：然跳的坐标由域精度和坐标无量的内符合精度应优于2。，何成

21、多边形的各个独立战各个坐标无依的异步环闭合差应优于3JG。，n为构成闭合环的基线数.5.5.4.3差分定位精度5.5.4,3.1伪距差分定位5.5.4.3.1.1测试方法让GPS接收机OEM板正常工作.通过接收机差分输入1.l输入伪距差分信息(供应差分信息的差分基准站距被刈接收机的距离小于I5k，在2h以上的时间内，获得至少n个nlOOO)连续测量定位数据，采样间隔为Is。将这n次测取位置的分布与已知的WGS-81坐标下的天线水平位置比较，己知天践的水平位祝在产生校准数据所用的参考坐标中应精确到0.1m,5.5,4.3.1.2数据处理a)按公式(13)与11计算水平定位疑度标准差、等度标准差,

22、:G=(13)V/,_,-#=Jl-2(M)式中：人.机第i次实时定位的大戏水平位置坐标(经度、泮度),单位为米(in)：1自然数.取1,2n(n为测址数)：,.1,一一天规标准水平位置坐标值，总位为米(m),b)按公式(15)计算实时水平定位的试脸标准差，单位为米(m)：CWjia=0.59X)(15)55.4.3.2RTK测量精度检验应在接收设符有效测程内适当选取的基战长度上进行，检脸时有效GPSllMftII不少于6颗，流淌站至少在5个已知坐标的点上进行检验,在每个点上开关机5次,每次重新进行初始化进行RTK测fit,每一次记录、存储不少于5个RTK测量结果:分别利用式(16、(17)计

23、算记录点坐标的外符合楮度出和内符合精度册,。用于测试的GPS接收机OEM板选用同一型号的测最型天戏，天线相位中心改变引起的基线测地误差应小于基线测Iit水平标称精度的非常之一。加“=l(X厂0)i+(X-力尸+(Z1-20)2)J)w(16)%=J(,-)2+(yl-yy+(zl-z)2m11-)(YN式中：X,、匕、Z,一RTK浏量:得到的短个点的三维坐标：X.YsZ个RTK刈盘结果在三个方向的均值：X11,均、Z0一一已知点的三维坐标：n记录的RTK测量结果数.55.4.4观测值(跟踪)精度采纳零场线测试方法,零战战测试是检验GPS接收机噪声时接收机定位精度彰响大小的种有效的方法将一副天线

24、接收的GPS卫星信号分成两路送到两台接收机，两台接收机分别进行信号的接收与处理，输出各自的原始测埴数据，观测时间大于2h,然后对两台接收机的测吊:数据进行事后处理，求得原始测Ift数据(伪即、魏波相位)的测量误差.5.5.4.5速度精度5.5.4.5.1测试方法5.5.4.5.1.1横拟器测试苜选模拟器祗试，模拟器的输出信号能精确地衣示出GPS接收机OEM板及大戏的运动凯透，GPS接收机OEM板及天线的运动轨透为:在水平方向，以V速度作匀速直线运动5min以上,然后在T时间内沿直线将速度降为零.速度、时间见表3.在PDoP4的条件下,记录接收机每秒更新的速衣和时间.取10。组数据.比较接收机的

25、速度与模拟涔输出的速度，接收机的速度误差应满意要求.5.5.4.5.1.2静态测试法无模拟器时，速度测试可采纳速度误差冲态测试法,即接收机冲止放置，接收实际的GPS信号，在PDOP4的条件下，打印速度,取100Sn数据,进行平均，计算出速度误差。5.5.4.5.2数娓处理a)按公式(16)计算速度唯丝“AVi=J化,-匕3尸+(V1.KQ)2+(匕-吸”尸(18)式中：V一一第i次实时测质的天线速度偏差，单位为米每秒(ms)s匕“匕,，匕-第i次实时测量的天线速度,单位为米每秒(ms):I一自然数.取1,2n(n为测Jft数：匕视，匕a，Ka一一第i次实时测录的天线标称速度，单位为米辟秒(/s

26、)。静态测透时,匕为零：动态测速时,匕”，匕WwW为模拟器第i次输出的标称速度.b)按公式(17)计算实时速度偏差的算术平均值次7；V=-YW(19)式中:V实时速度偏差的算术平均值.单位为米每秒.C)按公式(18)计算实时速度偏差的试验标准差速S=、IvAW一函2(20)式中：S实时速度偏差的试验标准差，总位为米每秒(ms),(1)按公式(19)计算速强精度：=V+5(21)式中：速位精度，单位为米每秒.5.5.4.6授时精度授时精度的测试方法按SJ20726-1999中4.7.10.6.2的方法进行。首次定位时间5.5.5.1GpS接收机OEN板内未存储任何信息：或有信息,通过某种方法,如

27、外部消除吩咐等.提前清除接收机存储的信息.观测GPS接收机OEX板从开启电源到首次定位的时间，其伯不应超过120s.5.5.5.2在GPS接收机OeY板正常工作状况下，断电时间不超过6d,再观测GPS接收机OEY板从开启电源到首次定位的时间，其侑不应置过40s,5.5.5.3在GPS接收机OEM板正常工作状况下,用屏蔽罩屏蔽其天线，中断GpS信号,中断时间不超过4h.然后去掉屏蔽罩：或断电,断电时间不超过4h,再观测GPS接收机OEM板首次定位的时间,其值不应超过30s5.5.5.4在GIjS接收机OEM板正常工作状况下,断电时间超过6d,或在不加电状况下，GPS接收机OEM位汽改变超过100

28、okr,观测GPS接收机QEY板从开启电源到首次定位的时间，其值不应超过120s,5.5.6重新捕获时间在GPS接收机OEM板正常工作状况下，用屏蔽罩屏蔽其天程，中断GpS信号，中断时同为5s.然后去掠解蔽罩,观测接收机重新捕获时间.其值应不超过Is.动态性能用帙拟器测试,模拟器的箱出信号能精确地表示出GPS接收机OK!板及天线的运动轨迹,GPS接收机OEM板及天践的运动轨迹为；从沛止状态下，沿水平H规运动，在於内加速度由Om/s：变成，IOms速度由Om/s加速到80ms:在10.875s内,连度由80WS加速到515三s,运行5min以上；然后在心内,加速度由Om/s筏成-40s,速度由5

29、15ms减速到435ms:之后，在10.875s内,逋度降为Oms0记录全过程定位数据,分析GPS接收机OEM板是否满意定位要求.数据输出信息将数据湘门与显控设备连接,接收OEM板接收机输出的数据.并将数据存盘打印,检查怆出数据格式、数据输出内容及数据输出更新率，接口5.5,9,1对于具有差分功能的GPS接收机OEM板，通过显控设招将雉分修正数据按接口电平要求送入差分输入口，检查差分定位功能.5.5.9.2用示波器观刈输根伯号电平，若符合要求，再将信号送入显控谀备，检查数兆格式内容,应符合产丛现他要求.5.5.9.3用示波器观测输出杪脉冲信号，检戊是否有秒脉冲输出，杪脉冲的宽度及电平是否符合要

30、求。5.5.9.4目测GPS接收机CO板大找输入接头是否符合要求,对于运用有源接收大城的GPS接收机OBI板，用电年表测量馈电电压,电流表测盘馈电电流.爱护在接收机正常工作时,将；PS接攻机OEM板天线输入海和数据输入、输出11接地5min,然后进行爱护性检杳，接收机无永久性损坏。电源5.5.11.1按要求使GPS接收机OE乂板电源偏离额定值10in时，GPS接收机OEM板应能正常收星定位。5.5.11.2按要求选用给出坟波峥ft为SOmY的直流电源给GPS接收机OEM板供电.GPS接收机（O板应能正常收星定位.功耗GpS接收机OEM板在正常工作状态下，用电流表测I*工作电流，用数字电压去测盘

31、电压，依据测汨的电压和电流值，计算出总的功耗。尺寸与重，用肽具和衡器检验.环境适应性5.5.14.1高温按GB/T122671990中14.1.2和14.1.31定的方法进行.窝温工作温度为70C,贮存温度为85C,初始检测、中间检测和最终检测的项目由产品标准规定.5.5.14.2低温按CIVTI22671990中14.3.2和14.3.3规定的方法进行，低温工作温度为-30匕，贮存温度为To匕，初始检测、中间检测和域终核测的项目由产品标准规定。低温贮存温度保持在TOC,保温时间结束时，试粉箱的温度在30in内升到-30C工作温度.5.5.143湿热湿热试5金按GB，T122671990中14.2规定进行.初始检测、中间检测和最终检测的项目由产品规范现定.5.5.144振动振动试袈按GR/T12267-1990中规定进行，初始检测、最终依测的攻日由产品规范规定，叁考文献1 GB/T19391-2003全球定位系统（GPS）术语及定义2 GBzzT18314-2001全球定位系统冽录规范