衛星導航接收機高低溫試驗理論分析
作者:
salmon範
編輯:
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來源:
www.tuyatang.com
發布日期: 2020.04.02
高低溫(wēn)試驗是(shì)驗證設(shè)備在實戰或使用條件下的適應性並剔(tī)除設備潛在故障的有效手段。因此,設計的試驗和評定方法要能檢驗到設備每個模塊、芯片在高(gāo)低溫(wēn)條件下的工(gōng)作狀態,這對設備性能與可靠(kào)性提升、設備質量保障十分重要。
1、工作溫度確(què)定
確定(dìng)高低溫(wēn)工作溫度需考慮兩個因(yīn)素(sù):設備壽命期內(nèi)可能(néng)遇到(dào)的極(jí)限氣候條件;在現有科技條件下設備硬件各模塊、芯片可承受的極限溫度(dù)。氣候類型主要有5個:基(jī)本、熱、冷、嚴冷、沿海(hǎi)/海洋。我國大部分(fèn)地區屬於冷.基本和沿海/海洋氣候,溫度在-40℃左右,溫度在44℃左右。目前組(zǔ)成衛星導(dǎo)航接(jiē)收(shōu)機的核心模塊多數是國內自主研發,可承受的極限工(gōng)作溫度在-40~65℃。綜合以上因素,為了既能達到試驗目的,又不使設備遭受破(pò)壞,可確定高低溫試驗溫(wēn)度為-40~55℃。
2、試驗方法設計
衛星導航接收(shōu)機是大係統服務的載體,可捕獲、跟蹤衛星信號,並完成(chéng)實時信息解算和顯示。作(zuò)為一種特殊的通信設備,高低溫試驗可設計兩種方式:無線條件和有線(xiàn)條(tiáo)件。前者是將接收機(jī)整機、配件和外置(zhì)發射(shè)天線(xiàn)放入高低溫試驗箱內,啟動試驗箱升溫或降溫到指定(dìng)工作溫度,保持1h,然後利用衛星導(dǎo)航接收機測試係統控製信號源通(tōng)過發射天(tiān)線連續播發某模擬場景下(xià)某頻點(diǎn)的衛星信號(hào),接收機通過本(běn)機天線接收該信號,通過(guò)串口上報相關數據,利用測試評估軟(ruǎn)件完成(chéng)對接收機(jī)的評定。後者將信號源播發的信號通過外置的低噪放模塊與(yǔ)接收機有線測試(shì)口直接相連來進行收發。連接方式如(rú)圖1所示。
兩種方式各有利弊。無線試驗(yàn)條件(jiàn)是對整機的測試,但由於衛星信號在高低溫試驗箱內受多徑(jìng)效(xiào)應影響,信號不夠穩定,需提高信號功率,大約在5dB左右,且捕獲、跟蹤信號的效果受接收機與外置天線相對位(wèi)置和角度的影響很大。有線條件下,衛星信號(hào)沒有多徑效應等因素的影響,信號非常穩定,測試結果能準確(què)反映設備的工作情況,但這種方式的缺點(diǎn)在於它並不是設備實際工作方式;在整個(gè)試驗過程中,信號的濾波、放(fàng)大、去噪等是通過外置的低噪放模塊完成的,沒有通過本機的天線部分,所(suǒ)以不能達到對整機測試的目的。
綜(zōng)上所述,衛星導航接收機高低溫試驗中應采取有線加無線的(de)方式來保證試驗的準確性、公平性和完(wán)整性。
3、合格性判定方法
對於衛星導航接收機來說,評(píng)定它性能和功能的(de)指標有十餘項。在高(gāo)低溫(wēn)試驗中用什麽來(lái)評定設(shè)備是否(fǒu)合格,既能準確判定設備在高低溫下的工作狀(zhuàng)態(tài),又能排除算法的影響從而找到故障的本質原(yuán)因,是非(fēi)常重要的一個課題。
接收機接收到信號源發播的射頻(pín)信號,經過濾波、去噪放大、變頻、模數(shù)轉換、解擴、解調後為某模塊提供時鍾信息,然後某模塊產生碼源給基帶芯片,完成對信號的捕獲、跟蹤等,並(bìng)由DSP來解算定位和(hé)測速,終由ARM將解算後的數據上報並顯示。雖然定位精度能夠反映整機在高低(dī)溫下的工作狀態,但不能(néng)作為排查故(gù)障原因的依據。
為了達到(dào)環境試驗的目的,在測試定位精度的同時還應(yīng)檢測誤碼率,即解算導航(háng)電文的(de)正確程度,它隻需要C碼,無需借助前文提及的某模塊。在(zài)高低溫工作試驗中誤碼率(lǜ)達到指標(biāo)要(yào)求,而定位數據不上報或精度不達(dá)標(biāo)的話,問題即鎖定在了某模(mó)塊和DSP模塊上。
如果誤碼率不能滿足指(zhǐ)標要求,則(zé)很容易在天線.低噪放、射(shè)頻、A\D、基帶中排查問題。天線是無(wú)源設備,不受溫度的影響;A\D是非常成(chéng)熟的芯片;低(dī)噪放可通過有線和無線的(de)試驗方式(shì)來檢驗,所以(yǐ)問題鎖定在射頻(pín)和基帶模塊上。