导航终端检测仪自校准系统、自校准方法及溯源系统与流程

1.本技术涉及仪器校准技术领域，尤其涉及一种导航检测仪自校准系统、自校准方法及溯源系统。


背景技术：

2.当前，导航终端检测仪器校准通常向上级计量单位进行溯源校准，通过通用仪器等方式对设备指标精度进行测量、比对。如功率、时延等指标通常采用功率计、频谱仪、示波器等仪器进行测量。
3.目前具备导航终端检测仪器校准的单位通常为国家各级计量机构，并且需要专业人员对校准仪器进行操作，校准溯源方法难度较大、且周期长，难以达到快速溯源、校准的目的，特别是基层级使用设备，因计量检测仪器使用、维护专业性强，并且构建难等原因，难以得到有效校准及溯源等问题。
4.申请内容
5.本技术的实施方式提供一种导航检测仪自校准系统、自校准方法及溯源系统，用于解决现有技术对于导航终端检测仪校准、溯源时难度大、周期长的问题。
6.本技术一方面提供一种导航终端检测仪自校准系统，包括：
7.依次连接的导航信号生成模块、射频开关、检测模块以及校准模块，所述导航信号生成模块用于生成导航信号，并通过射频开关发送至检测模块；
8.所述检测模块包括功率检测模块和时延检测模块，所述功率检测模块和时延检测模块分别与所述校准模块连接，所述射频开关用于切换所述导航信号发送至所述功率检测模块或所述时延检测模块；
9.所述校准模块还与所述导航信号生成模块连接，用于生成所述导航信号的功率校准值或时延校准值，并将所述功率校准值或时延校准值发送至导航信号生成模块；
10.进一步地，功率检测模块包括依次连接的高通滤波单元、射频功率检测单元以及信号转换单元；
11.进一步地，高通滤波单元用于对所述导航信号进行滤波，所述射频功率检测单元对滤波后的导航信号进行功率检测，所述信号转换单元包括模数转换器和微控制器；
12.进一步地，所述时延检测模块包括入站接收机，所述入站接收机用于对所述导航信号的时延进行测量得到时延测量值；
13.进一步地，所述功率检测模块用于对所述导航信号的功率进行检测得到功率测量值；
14.进一步地，所述校准模块用于根据所述功率测量值或时延测量值分别生成所述导航信号的功率校准值与获时延校准值，并将功率校准值与或时延校准值发送至导航信号生成模块；
15.本技术另一方面提供一种导航终端检测仪自校准方法，包括步骤：导航信号生成模块生成导航信号，并通过矩阵开关发送至检测模块；
16.所述检测模块检测所述导航信号的时延或功率，并得到时延测量值或功率测量值；
17.校准模块根据所述时延测量值或所述功率测量值，生成所述导航信号的功率校准值或时延校准值并发送至所述导航信号生成模块。
18.进一步地，所述检测模块包括功率检测模块和时延检测模块，所述射频开关用于切换所述导航信号发送至所述功率检测模块或所述时延检测模块；所述校准模块根据所述功率测量值与功率标准值得到所述功率校准值，所述检测模块还根据所述时延测量值与时延标准值得到所述时延校准值；
19.进一步地，所述功率检测模块包括对所述导航信号进行高通滤波的高通滤波单元。
20.本技术又一方面还提供一种导航终端检测仪溯源系统，包括：两个上述任一的导航终端检测仪自校准系统：基层自校准系统与上级自校准系统，所述基层自校准系统的导航信号生成模块输出端口通过标准线缆与上级自校准系统的功率计量输入接口连接；所述上级自校准系统的信号生成模块输出端口与所述基层自校准系统的入站接收机连接；所述上级自校准系统与所述基层自校准系统的校准模块通过射频线缆连接。
21.本技术提供的导航终端检测仪自校准系统及自校准方法包括检测模块以及校准模块，能够快速对导航终端检测仪进行功率和时延的自校准，降低校准成本和难度，提高了校准效率；本技术提供的导航终端检测仪溯源系统，通过基层自校准系统与上级自校准系统连接，基层自校准系统可快速向上级自校准系统进行时延和功率的溯源。相较于现有校准溯源方法，本技术可满足现代装备战前快速检测、计量、日常维护校准等需求，同时其自校准、溯源精度可满足目前计量标准要求。
附图说明
22.图1为本技术一实施方式提供的导航终端检测仪自校准系统框图；
23.图2为本技术一实施方式提供的导航终端检测仪自校准方法流程图；
24.图3为本技术一实施方式提供的导航终端检测仪溯源系统框图。
具体实施方式
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本技术保护的范围。
26.以下将结合说明书附图和具体实施方式对本技术做进一步详细说明。
27.请参阅图1，图1为本技术一实施方式提供的导航终端检测仪自校准系统框图，包括依次连接的导航信号生成模块、射频开关、检测模块以及校准模块。导航信号生成模块用于生成导航信号，所述导航信号包括不同频点的卫星导航信号，如生成bds b1、gps l1、glonass l1等频点信号，并通过射频开关发送至检测模块。进一步地，射频开关与导航信号生成模块之间还包括功率时延计量输入口(图未示)。进一步地，检测模块包括功率检测模
块和时延检测模块，功率检测模块与时延检测模块一端分别与射频开关连接，射频开关用于切换所述导航信号，控制所述导航信号发送至功率检测模块或时延检测模块。功率检测模块和时延检测模块另一端还分别与校准模块连接，校准模块还与所述导航信号生成模块连接，用于生成所述导航信号的功率校准值或时延校准值，并将所述功率校准值或时延校准值发送至导航信号生成模块。
28.在一个具体实施方式中，所述功率检测模块包括依次连接的高通滤波单元、射频功率检测单元以及信号转换单元。高通滤波单元用于对所述导航信号进行滤波，从而去除导航信号中的低频干扰。射频功率检测单元用于检测滤波后的导航信号的功率，信号转换单元包括一模拟/数字转换器(analog/digital convertor，adc)及一微控制器(micro control unit，mcu)，。时延检测模块包括入站接收机，入站接收机的信号输入端与所述导航信号生成模块的输出端相连，入站接收机对射频信号的时延进行测量，得到相应的时延测量值。
29.校准模块用于生成所述导航信号的功率校准值与时延校准值，并将功率校准值与时延校准值发送至导航信号生成模块。具体地，当导航信号通过矩阵开关发送至功率检测模块时，所述校准模块比较功率测量值与功率标准值，功率标准值及时延标准值为设备出厂时进行预置的，一般通过通用仪器测量得到，判断功率测量结果是否符合要求，如判断结果误差是否小于等于1db，如果功率测量结果不符合要求，则计算功率校准值，并将所述功率校准值发送至导航信号生成模块。功率检测模块因采用温度补偿等技术，具有较高的功率稳定度，在正常校准工作环境下(温度15℃～35℃)功率监测模块精度优于0.4db，因此将其作为自校准系统的功率参考标准。在功率检测模式时，导航信号通过射频开关发送至功率校准模块，首先进行高通滤波，高通滤波单元对fpga、时钟电路等易产生的杂散干扰进行滤波，功率检测模块用于对输入的信号功率rms值进行对数检波测量，其测量线性动态范围-50dbm～0dbm，在比较测量的情况下，测量误差在
±
0.2db以内，输出的功率指示电平斜率50mv/db，送12位adc进行采用后发送至校准模块进行处理，考虑到adc采样误差，功率校准模块带来的测量不确定度优于0.3db。
30.同样的，当导航信号通过矩阵开关发送至时延检测模块时，所述校准模块比较时延测量值与时延标准值，判断时延测量结果是否符合要求，如判断结果误差是否小于5ns，如果时延测量结果不符合要求，则计算时延校准值，并将所述时延校准值发送至导航信号生成模块。时延校准利用rdss入站接收机对rdss的时延进行测量，进入校准模式后设备本身rdss出站信号改为播发rdss标准入站信号，标准入站信号为功率、时延可控的rdss上行信号，测量精度处决于入站接收机本身测量精度，一般优于1ns。
31.请参阅图2，图2为本技术一实施方式提供的导航终端检测仪自校准方法流程图，所述方法用于前述导航终端检测仪自校准系统，所述方法包括步骤：
32.s1，导航信号生成模块生成导航信号，并通过矩阵开关发送至检测模块；
33.s2，检测模块检测所述导航信号的时延或功率，并得到时延测量值或功率测量值；
34.s3，校准模块根据所述时延测量值或所述功率测量值，生成所述导航信号的功率校准值或时延校准值并发送至所述导航信号生成模块。
35.在一个具体实施方式中，检测模块包括功率检测模块和时延检测模块，射频开关用于切换所述导航信号发送至所述功率检测模块或所述时延检测模块；校准模块根据所述
功率测量值与功率标准值得到所述功率校准值，检测模块还根据所述时延测量值与时延标准值得到所述时延校准值。
36.具体地，功率检测模块包括对所述导航信号进行高通滤波的高通滤波单元，以及对滤波后的导航信号进行功率检测的射频功率检测单元。具体自校准方法与前述自校准系统相同，在此不再赘述。
37.请参阅图3，图3为本技术一实施方式提供的导航终端检测仪溯源系统框图，包括两个结构与前述的导航终端检测仪自校准系统相同的基层自校准系统与上级自校准系统，所述上级自校准系统的功率与时延精度值高于基层自校准系统，所述基层自校准系统的导航信号生成模块输出端口通过标准线缆与上级自校准系统的功率计量输入接口连接；所述上级自校准系统的信号生成模块输出端口与所述基层自校准系统的入站接收机连接；所述上级自校准系统与所述基层自校准系统的校准模块通过射频线缆连接。
38.当系统进行功率溯源时，基层自校准系统通过标准线缆将被测的导航信号输出至上级自校准系统，根据同源技术，基层自校准系统与上级自校准系统使用同一时钟源，上级自校准系统采用与基层自校准系统相同的功率检测原理，同时也可以向通用仪器进行校准以提高其功率检测的准确度，根据上述功率校准原理，功率校准不确定度优于0.7db。
39.当系统进行rdss时延溯源时，上级自校准系统输出标准入站信号至基层自校准系统，通过基层自校准系统入站接收机对时延进行测量，同时根据同源技术，两个装备使用同一时钟源，入站接收机时延测量精度优于1ns。
40.本技术提供的导航终端检测仪自校准系统及自校准方法包括检测模块以及校准模块，能够快速对导航终端检测仪进行功率和时延的自校准，降低校准成本和难度，提高了校准效率；本技术提供的导航终端检测仪溯源系统，通过基层自校准系统与上级自校准系统连接，基层自校准系统可快速向上级自校准系统进行时延和功率的溯源。相较于现有校准溯源方法，本技术可满足现代装备战前快速检测、计量、日常维护校准等需求，同时其自校准、溯源精度可满足目前计量标准要求。
41.虽然本技术已以较佳实施方式揭示如上，然而并非用以限定本技术。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本技术技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本技术技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施方式。因此，凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本技术技术方案保护的范围内。