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ReceiverdisturbancevoltageMeasurementSpecification2015-01-04 發(fā)布北京市計量檢測科學研究院制定2015-XX-XX 實施接收機傳導騷擾電壓測量規(guī)范ReceiverInteriorNoiseLevelMeasurementSpecification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)程主要起草人黃艷（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）梁煒（北京市計量檢測科學研究院）許原

2、（北京市計量檢測科學研究院）目錄1范圍 22引用文件 23術語及定義 23.1GNSSGlobalNavigationSatelliteSystem23.2GNSS 導航型接收機 GNSSNavigationReceiver23.3GNSS 測地型接收機 GNSSReceiverofSurveyingModel23.4GNSS 授時型接收機 GNSSTimingReceiver23.5內部時延 internaldelay 錯誤！未定義書簽。4概述 35測量條件 45.1外觀 45.2其他要求 45.3測量環(huán)境條件 46 測量設備 51GNSS 言號模擬器 51計時裝置錯誤！未定義書簽。1導航信

3、號轉發(fā)記錄儀錯誤！未定義書簽。1參考接收機錯誤！未定義書簽。1參考時間頻率源錯誤！未定義書簽。1頻標比對器錯誤！未定義書簽。1時間間隔測量裝置錯誤！未定義書簽。1其它配件錯誤！未定義書簽。7 溯源框圖 58 測量原理及測量方法 52a2ef-Numbered_eace578b-5c25-442b-86f2-6f37ac4aa40. 外觀和工作正常性檢查 52a2ef-Numbered_eace578b-5c25-442b-86f2-6f37ac4aa40. 功能檢查 62a2ef-Numbered_eace578b-5c25-442b-86f2-6f37ac4aa40. 接收機內部時延 69

4、數(shù)據(jù)處理 710 測量不確定度評定 711 測量結果表達 1012 測量周期 10附錄 A11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(tǒng)） 接收機 （含 OEM板以及接收機芯片模塊，下同）在研制、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/T4365-2003電磁兼容術語GB9254-2008/CISPR22:2006信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法G

5、B/T6113.402-2006/CISPR16-4-2:2003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(tǒng)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，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EUTEquipmentUnderTest受試設備。端子騷擾電壓 TerminalDisturbanceVoltage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。人工電源網(wǎng)絡 ArtificialMainsNetwork用接在被試設

6、備電源進線處的網(wǎng)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。形網(wǎng)絡 DeltaNetwork能夠分別測量單相電路中共模及差模電壓的人工電源網(wǎng)絡。V 形網(wǎng)絡 VNetwork能夠分別測量每個導體對地電壓的人工電源網(wǎng)絡。注：V 形網(wǎng)絡可設計成用于任意導體數(shù)的網(wǎng)絡。接地（參考）平面 Ground（Reference）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(xiàn)象。（電磁）輻射（Electromagnetic）Radiation能量以電磁波形式由源發(fā)射到空間的現(xiàn)象。電磁屏

7、蔽 ElectromagneticScreen用導電材料減少交變電磁場向指定區(qū)域穿透的屏蔽峰值檢波器 PeakDetector輸出電壓為所施加信號峰值的檢波器。（設備的）帶寬 bandwidth（ofadevice）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）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GNSS 全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)）接收機，主要是指目前應用最廣泛的 GPSBDSGLONASSGALILEOI 大導

8、航衛(wèi)星系統(tǒng)的用戶終端，既包括單系統(tǒng)的接收機，也包括可同時接收至少兩種系統(tǒng)衛(wèi)星信號的兼容接收機。接收機主要天線單元、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。GNSS 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(xiàn)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(xiàn)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圖 1 接收機的基本機構和工作原理GNSS 收機傳導騷擾電壓是衡量 GNSS 收機整機性能好壞的一個非常重要的指標。5 測量條件

9、 5.1 外觀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。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。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。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。測量環(huán)境條件環(huán)境溫度實驗室環(huán)境溫度：（1535）C環(huán)境相對濕度：25%-75%供電電源交流，電壓 220(110%V,頻率 50(12%Hz。大氣壓力：86kPa106kPa。電磁條件在屏蔽室內測試（屏蔽效果為 6080dB）,被測樣機接入測量線路，

10、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 20dR運行條件測量前，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。1 所示。低噪聲放大器、濾波天線射頻信號6 測量設備人工電源網(wǎng)絡1）電源：230/240V（47-63）Hz2）額定電流：單相 16A/3 相 32A3）測量頻率范圍：150kHz-30MHz4）阻抗值：W50Q/50 仙 H5-Q20%脈沖限幅器1）插入損耗：17dB（150kHz-30MHz）7 溯源框圖圖 2GNSS 內部噪聲水平測量溯源框圖8 測量原理及測量方法外觀和工作正常性檢查G

11、NSS 全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)）接收機外觀、標志和按鍵應按本規(guī)程 6.1 的要求。功能檢查檢查 GNSS 全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)）接收機各功能和設置應符合本規(guī)程 6.2 的要求。實驗布置參考接地板要求：面積為 2000mm*2000 項 m 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樣機 50mm受試器具應放在（100mnffi800mm 席的絕緣桌上，且與人工電源網(wǎng)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如果受試設備的電源線的長度超過 800mmf,應將其超出部分應折疊成 3040cmfe 的線束；電源線的相線、零線與測試設備的相線

12、、零線應相一致。接收機必須后開先關（受試設備啟動后）。測試布置如下：具體測量步驟為：1）按 GB4343B 定布置被測器具。2）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 0.9 倍-1.1 倍的額定電壓范圍內，在產生最大騷擾的電壓下進行測量。3）選才?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，則應在每圖 3 測試布置圖交流電源個狀態(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

13、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(shù)據(jù)處理在測量時間問隔內會測得很多個原始數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進行粗大誤差剔除，一般用3仃準則方法（用戶有特殊要求除外）進行兩次剔除，利用剩余的數(shù)據(jù)計算其內部噪聲水平。10 測量不確定度評定A 類不確定度接收機的讀數(shù) Vr的變化，包括測量系統(tǒng)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(jù)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 口）31.7031.7231.7731.7531.73

14、31.6931.7331.6931.6831.69V（dB 口）31.715%（V-V）2則 u=1=0.03dB,其標準不確定度 u（Vr）=0.03/1=0.03dB,n-1k=1B 類不確定度a）接收機和人工電源網(wǎng)絡間連接的衰減 Lc依據(jù)校準證書，衰減器不確定度為 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 0.1dB0依生產商提供的數(shù)據(jù)，電纜不確定度為 0.2dB,服從矩形分布，標準不確定度為0.12dB0b）人工電源網(wǎng)絡的電壓分壓系數(shù) Lamn依據(jù)校準證書，人工電源網(wǎng)絡的電壓分壓系數(shù)具不確定度為 0.3dB,測量結果呈正態(tài)分布，包含因

15、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Vsw依據(jù)說明書，其不確定度為 1.0dB,概率分布為 k=2,正態(tài)分布。標準不確定度 u（、Vsw）=1.0/2=0.5dBd）接收機脈沖響應Wpa依據(jù)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 u （、Vpa）-1.5/2-0.75dBe）接收機脈沖響應隨重復頻率的變化Vpr依據(jù)校準證書，其不確定度為 1.5dB,概率分布為正態(tài)分布，k=2o 標準不確定度 u（、Vpr）=1.5/2=0.75dBf）接收機噪聲本底 Vnf通常,C

16、ISPR 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(wǎng)絡與接收機之間失配的影響,：M6M=20 喻10（1-1811-$2ASjUr（1）式中工是從與 EUT 相連的人工電源網(wǎng)絡的接收機端口看進去的反射系數(shù)；工為EMI 接收機的反射系數(shù)； S 分別為雙端口電纜的 S 參數(shù)。 所有的參數(shù)都是針對 50c阻抗的。由于以上參數(shù)很難實際測得。即使知道公式中所涉及的參數(shù)的模值或模值的極限值，也不可能計算出M，但可以確定其不會超過的極限值 5M 士為:酎士=20log101（e|&1+|,|憐22+15回設22+|/收1）（2）對于騷擾電

17、壓的測量，e是被測設備阻抗的函數(shù)，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(shù)模值 re=1,還可以e假設到接收機上是一根良好匹配的電纜(811ki,S22D,其衰減可忽略(S21=1),且接收機射頻衰減為 10dB 或更大， 這時電壓駐波比 VSWR1.21,相當于|工產(09o 通過計算得到6M+=0.75,6M一=-0.82。修正值 6M 的估計值為 0,而且具有寬度為(6M+BM-)的 U 形概率分布。標準不確定度 u(、M)=(0.75-(-0.82)/2Z2=0.56dBh)人工電源網(wǎng)絡阻抗不理想的修正6Z依據(jù)校準證書，其不確定度為 4.3%,概率分布為

18、 k=2,正態(tài)分布。通過計算得到其標準不確定度u(9)=0.18dB。綜上所述， 依據(jù) GB/T6113.402/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)=,1.7688dB=1.33dB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)=1.33M2=2.66dB,取兩位有效數(shù)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 1150kHz-30MHz 傳導騷擾電壓不確定度評定輸入量XiXi的不確定度U(Xi)(dB)CiCiU(Xi)(dB)準確度等級/取大幾許偏差a(dB)概率分布或包含因子 k接收機讀數(shù)Vr+0.03k=10.0310.03人工電源網(wǎng)絡和接收機間衰減Lc0.2k=20.110.10.2矩形0.1210.12人工電源網(wǎng)絡電壓分壓系數(shù)Lamn0.3k=20.1510.15接收機修正正弦波電壓Wsw1.0k=20.5010.50脈沖響應叫a1.5k=20.7510.75脈沖重復頻率響應以1.5k=20.7510.75噪聲本底接近度Nnf0一010人工電源網(wǎng)絡和接收機之間的失配M+0.75/0.82U 形0.5610.56