JJF 1471-2024 全球导航卫星系统(GNSS)信号模拟器校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范4( 全球导航卫星系统 ( 信号模拟器校准规范s4发布 4实施国家市场监督管理总局 发布4全球导航卫星系统信号模拟器校准规范Ss

4代替4归 口 单 位:全国时间频率计量技术委员起 草 单 位:中国计量科学研究院北京交通大学中国电子科技集团公司第十研究所本规范委托全国时间频率计量技术委员会负责解释本规范起草人:杨志强中国计量科学研究院)张爱敏中国计量科学研究院)梁坤北京交通大学)中国电子科技集团公司第十研究所)梁桂海中国电子科技集团公司第十研究所)目 录引言………………………

Ⅱ)1范围……………………2引用文件………………3术语……………………4概述……………………5计量特性………………1S信号模拟器…………………2S入站接收机…………………6校准条件………………1环境条件……………2测量标准及其他设备………………7校准项目和校准方法…………………1校准项目……………2校准方法……………8校准结果表达…………9复校时间间隔…………

1)1)1)1)3)3)4)4)4)4)6)6)7)))附录A 原始记录格式…………………

)附录B 校准证书内页)格式………

)附录C 校准结果的不确定度评定示例………………

)附录D 矢量信号发生器产生S入站信号的方法………………

)附录ES入站接收机双向设备时延测量误差的测量方法 …

)Ⅰ引言1通用计量术语及定义0国家计量校准规范编写规则2测量不确定度评定与表示》共同构成修订本规范的基础性系列规范。本规范是对4全球导航卫星系统)信号模拟器校准规范》的修订,除编辑性修改外,主要修订内容如下:增加了北斗S信号模拟器及北斗S入站接收机的校准;增加了模拟器伪距误差和伪距率误差的校准;增加了模拟器动态范围和伪距率分辨力的通用计数器校准方法;增加了S入站接收机双向设备时延测量误差的测量方法;补充了部分引用文件、术语和计量单位。本规范历次版本发布情况为:。Ⅱ全球导航卫星系统信号模拟器校准规范范围器的校准。)本规范适用于全球导航卫星系统)信号模拟器含北斗S器的校准。引用文件本规范引用了以下文件:1通用计量术语及定义0时间频率计量名词术语及定义3全球导航卫星系统)接收机时间测量型)校准规范1全球定位系统)术语及定义0北斗卫星导航术语0北斗卫星导航系统信号模拟器性能要求及测试方法7北斗用户终端S单元性能要求及测试方法凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本规范凡是不注日期的引用文件,其最新版本包括所有的修改单适用于本规范。术语加加速度k加速度的时间变化率。内部通道延迟y模拟器内部通道的信道特性引入的信号时延。卫星无线电测定业务 S由用户接收主控站通过高轨道卫星)转发的导航信号,响应后再由O卫星转发至主控站完成距离测量,用户位置及时间参数由主控站计算的导航体制。S出站信号 l北斗卫星导航系统S业务中由主控站发射经卫星转发至用户的无线电信号。S入站信号 l北斗卫星导航系统S业务中由用户发射经卫星转发至主控站的无线电信号。S双向设备时延 eS用户设备从接收信号到达天线口面至发射信号离开天线口面的时间延迟。概述S信号模拟器以下简称模拟器)是S系统信号发生器,用于模拟产生特1kkkkkkkkkkk定的S系统信号。模拟器提供全球导航卫星系统导航信号仿真,卫星星座可包括S北斗卫星导航系统S全球定位系统O伽利略系统-S格洛纳斯系统)等,可用在S接收机的研发、生产和计量过程的各个环节。kkkkkkkkkkkS信号模拟器的基本结构和工作原理如图1所示。仿真控制、数字仿真模块对导航卫星、信号传输环境和接收用户进行建模,模拟导航系统全星座的运行和用户的运动状态,运算产生信号模型参数;以内部时基为参考,射频模拟信号生成模块按照各导航系统接口控制协议要求,生成各种卫星导航射频信号。图1S信号模拟器的基本结构和工作原理模拟器通常包含出站信号模拟和入站信号解算功能,其中出站信号模拟部分与传统的S信号模拟器类似,入站信号解算部分称为S入站接收机,有时也以独立设备的形态出现S入站接收机用于测试北斗S终端入站信号的发射频率、发射功率、相位调制误差、载波抑制和双向设备时延等指标。S入站接收机的基本结构和工作原理如图2所示S入站信号经射频前端处理,得到中频信号;信号采集模块对中频信号进行采集;数字信号处理模块对采集到的信号进行同步、解调和参数估计,最后得到输入电文和信号的频率、幅度、相位调制误差、载波抑制和双向设备时延等参数。图2S入站接收机基本结构和工作原理2计量特性S信号模拟器射频信号载波频率偏差。功率范围:( ) ;大信号输出口

~0

dBm小信号输出口:~。功率分辨力。功率偏差±。动态范围)速度动态范围0;)加速度动态范围2;)加加速度动态范围3。伪距分辨力和伪距误差)伪距分辨力;伪距误差≤5。伪距率分辨力和伪距率误差)伪距率分辨力);伪距率误差≤1。内部通道延迟。谐波抑制~。非谐波抑制~。相位噪声~z傅里叶频率0;~z傅里叶频率0;~z傅里叶频率;~z傅里叶频率;~z傅里叶频率。内部时基相对频率偏差:1~8;频率稳定度29。3误差矢量幅度20。S入站接收机频率测量最大允许误差:±0。功率测量: ( 。最大允许误差

±B载波抑制测量最大允许误差:±。相位调制误差测量: 最大允许误差:±52。: 注 以上指标仅供参考校准条件环境条件 : ( ) , 。环境温度

在5℃内任选一点

校准过程中温度变化不超过℃环境相对湿度:≤0。3电源电压:);电源频率:)。4无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动。测量标准及其他设备功率计频率范围6;测量范围:;最大允许误差:;最小分辨力。测量接收机频率范围6;相对电平测量范围:;最大允许误差:;最小分辨力。实时频谱分析仪频率范围06;最大允许误差:1z使用外部参考源。微波频率计具有外频标输入功能)频率范围16,最小分辨力1。高速数字示波器频率范围6;4采样率:0;时间分辨力:存储深度:2。频谱分析仪频率范围06;电平测量最大允许误差:动态范围:。低噪声合成信号发生器频率范围06;相位噪声:优于被校模拟器。相位噪声测量系统频率范围06;频偏范围11;附加相位噪声:优于被校模拟器。频标比对器测量范围10;附加频率稳定度:优于被校模拟器相应采样时间频率稳定度的。参考频率源输出频率5z或0;相对频率偏差:优于2;频率稳定度:优于被校模拟器相应采样时间频率稳定度的。低噪声放大器频率范围:;附加相位噪声:优于被校模拟器相应相位噪声。矢量信号分析仪频率范围06解调分析带宽0。峰值功率计频率范围06;功率测量范围:;功率测量误差:5。矢量信号发生器频率范围06;幅度范围:;调制带宽:0;存储深度:0。功率放大器频率范围88;5增益。通用计数器具有外频标输入功能): , 频率范围13;取样时间s无间断取样;最大允许误差:2: , 注以上条件为校准中需遵循的一般性要求 根据实际情况也可做合理变化校准项目和校准方法校准项目 。校准项目见表1

表1校准项目表序号校准项目名称1外观及工作正常性检查2S信号模拟器射频信号载波频率偏差3功率控制功率范围4功率分辨力5功率偏差6动态范围速度动态范围7加速度动态范围8加加速度动态范围9误差控制伪距分辨力和伪距误差0伪距率分辨力和伪距率误差1内部通道延迟2频谱纯度谐波抑制3非谐波抑制4相位噪声5内部时基相对频率偏差61s频率稳定度7误差矢量幅度8S入站接收机频率测量9功率测量0载波抑制测量1相位调制误差测量6校准方法所有校准用设备均需按各自技术说明书规定的时间预热。部分参数校准利用模拟器的校准输出口或大信号输出口;如无校准输出口或大信号输出口,则利用模拟器通用射频信号输出口,必要时配合使用低噪声放大器。外观及工作正常性检查被校准模拟器不应有影响正常工作及读数的机械损伤

,各项标识应清晰完整,输入输出插座应牢靠,按键及旋钮应能正常动作并接触良好。仪器通电后状态正常,显示器能正常显示。达到规定预热时间后各输出端有相应信号输出,各项功能检查正常。有自检功能的,应能通过自检。射频信号载波频率偏差校准连接如图3所示。模拟器开机

图3模拟器射频信号载波功率校准kkkkkk选择待测导航系统和频点;kkkkkk设置场景为卫星和载体均为静态,仿真单通道单载波信号;利用微波频率计使用外部参考频率源)对射频信号载波频率m测量并记录;根据模拟器输出射频信号载波频率标称值0及式,计算射频信号载波频率偏差,作为射频信号载波频率偏差校准值。m0

)功率控制功率范围校准连接如图4所示。

图4模拟器信号输出功率控制校准7模拟器开机,选择待测导航系统和频点;设置场景为卫星和载体均为静态,仿真单通道单载波信号;根据模拟器输出信号功率范围指标,设置信号最大和最小功率,利用功率计或测量接收机进行测量并记录,作为模拟器输出信号功率范围校准值;( 如果信号功率低至功率计或测量接收机无法测量,可通过测量模拟器校准口或大信号口和通用射频信号口的最大功率获得两口间衰减值利用测得的模拟器校准口或大信号口的最小功率结合衰减值,得到模拟器输出信号最小功率值。功率分辨力 。校准原理框图如图4模拟器开机,选择待测导航系统和频点;设置场景为卫星和载体均为静态,仿真单通道单载波信号;在模拟器功率范围内,设置初始信号功率,利用功率计或测量接收机进行测量并记录,根据模拟器功率分辨力指标增加或减少模拟器信号功率,利用功率计或测量接收机进行测量并记录,两次功率测量值相减,差值作为功率分辨力校准值。功率偏差 。校准原理框图如图4模拟器开机,选择待测导航系统和频点;设置场景初始为卫星和载体均为静态,仿真单通道单载波信号;根据模拟器输出信号功率范围指标,在功率范围内,挑选至少5个校准功率点,功率计或测量接收机依次测量相应功率值Pm并记录;根据模拟器输出信号功率标称值0和式,计算功率偏差P,作为功率偏差校准值。动态范围速度与加速度动态范围实时频谱仪法校准连接如图。

PPm0 )图5模拟器信号动态范围校准实时频谱仪)8模拟器开机,选择待测导航系统和频点;设置场景,仿真单颗卫星单载波,载波频率为初始卫星与载体均为静态,规定时间如1)后,设置载体径向初始加速度为模拟器加速度范围指标上限,初始速度为0,使速度达到模拟器速度范围指标上限,保持匀速一定时间如1;启动仿真;将实时频谱分析仪中心频点设为载波频率,观察扫频信号,记录扫频范围f,并记录从最低端开始到最高端的一次完整扫频的时间;基于多普勒频移原理,利用式)计算速度,v~)作为模拟器速度动态范围校准值;利用式)计算加速度,a~)作为模拟器加速度动态范围校准值。f·cf·

))l0式中c为光速,取值为8。通用计数器法校准连接如图。图6模拟器动态范围校准通用计数器法)模拟器开机,选择待测导航系统和频点。设置场景,仿真单颗卫星单载波,载波频率为初始卫星与载体均为静态,规定时间如1)后,设置载体径向初始加速度为模拟器加速度范围指标上限、初始速度为0,使速度达到模拟器速度范围指标上限,保持匀速一定时间如3。启动仿真。设置通用计数器取样时间为,测量载体静态时的载波频率,记为m,连续记录模拟器载波频率从mmf的变化过程,记为i。速度达到最大值后,连续从i中取0个测量值,计算平均值i,按多普勒频9移原理,利用式)计算速度,取)作为模拟器速度动态范围校准值。f·c

)式中fim。)从i中,取速度上升过程中的一段,计算其一阶导数序列为i,按式)计算加速度,a~)作为模拟器加速度动态范围校准值。a=1n'·c

)加加速度动态范围实时频谱仪法校准原理框图如图5所示。

n1 i0模拟器开机,选择待测导航系统和频点;设置场景,仿真单颗卫星单载波信号,载波频率为初始卫星与载体均为静态,规定时间如1)后,载体在径向上开始以模拟器加加速度动态范围上限值进行匀加加速度运动,规定时间如后,载体以匀速运动运行;启动仿真;将实时频谱分析仪中心频点设为载波频率,观察扫频信号,记录扫频范围f,并记录从最低端开始到最高端的一次完整扫频的时间;基于多普勒频移原理,利用式)计算加加速度,J~J)作为模拟器加加速度动态范围校准值。Jf·c

)通用计数器法校准连接如图6所示。

2 0模拟器开机,选择待测导航系统和频点;设置场景,仿真单颗卫星单载波,载波频率为初始卫星与载体均为静态,规定时间如1)后,载体在径向上开始以模拟器加加速度动态范围上限值进行匀加加速度运动,规定时间如后,载体以匀速运动运行;启动仿真;测量载体静态时的载波频率,记为m,连续记录模拟器载波频率从mm+f的变化过程,记为i;从i中,取速度上升过程中的一段,计算其二阶导数序列为i,按式)计算加加速度J,J~)作为模拟器加加速度动态范围校准值。J=1n″·c

)误差控制伪距分辨力和伪距误差校准连接如图7所示。

n1 i00图7模拟器信号误差控制校准将模拟器开机,选择待测导航系统和频点;设置场景,卫星和载体均为静态,径向距离为0,仿真单通道单载波信号;启动仿真;实时采集高速数字示波器上S信号与射频载波信号过零点的时间差1,并记录;根据模拟器伪距分辨力指标增加或减少模拟器径向距离,实时采集高速数字示波器上S信号与射频载波信号相位翻转点的时间差2,并记录;利用式)计算伪距变化值,作为伪距分辨力校准值;=2)c )设置被测模拟器场景径向距离为N例如0,在伪距范围内,挑选至少5个校准点,实时采集高速数字示波器上信号与射频载波信号相位翻转点的时间差3,并记录;利用式)计算伪距误差校准值。=3)N )伪距率分辨力和伪距率误差数字示波器法校准原理框图如图7所示。将模拟器开机,选择待测导航系统和频点。设置场景,卫星和载体均为静态,径向距离为0,仿真单通道单载波信号。启动仿真。实时采集高速数字示波器上S信号与射频载波信号过零点的时间差1,并记录。将径向速度改变为1,规定时间1例如)后,将径向速度恢复为0。实时采集高速数字示波器上信号与射频载波信号相位翻转点的时间差2,并记录。根据模拟器伪距率分辨力指标改变径向速度为2,规定时间2例如)后,径向速度恢复为0。实时采集高速数字示波器上信号与射频载波信号相位翻转点的时间差3,并记录。利用式)计算伪距率变化值,作为伪距率分辨力校准值。=3)2-2)1 )1恢复径向距离为0,在速度范围内,挑选至少5个校准点,设置被测模拟器场景径向速度为3例如0,规定时间1例如)后,将径向速度恢复为0实时采集高速数字示波器上S信号与射频载波信号相位翻转点的时间差4,并记录。利用式)计算伪距率误差校准值。=4)13 )通用计数器法校准连接如图8所示。图8伪距率校准通用计数器法)将模拟器开机,选择待测导航系统和频点;设置场景,仿真单颗卫星,载体径向初始速度为0,仿真单通道单载波信号;启动仿真;设置通用计数器取样时间τ为,测量模拟器输出射频信号载波频率0;根据模拟器伪距率分辨力指标改变径向速度1,设置通用计数器取样时间τ为,测量模拟器输出射频信号载波频率1;利用式)计算伪距率变化值,作为伪距率分辨力校准值;=1)c

)在速度范围内,挑选至少5个校准点,设置被测模拟器场景径向速度为例如0,设置通用计数器取样时间τ为,测量模拟器输出射频信号载波频率利用式)计算伪距率变化值,作为伪距率误差校准值。=2)2 )内部通道延迟校准原理框图如图7所示。将模拟器开机,选择待测导航系统和频点;设置场景,卫星和载体均为静态,径向距离为0,仿真单通道单颗卫星信号,调制方式为单Ⅰ路;启动仿真;观察或实时采集计算高速数字示波器上信号与射频载波信号相位翻转点2的时间差,并记录,作为此通道内部通道时延的校准值;根据模拟器具体特性,改变硬件通道,重复步骤步骤。频谱纯度谐波抑制校准连接如图9所示。将模拟器开机

图9模拟器信号谐波校准选择待测导航系统和频点;设置场景,卫星和载体均为静态,径向距离为0,仿真单通道单载波信号;启动仿真;利用实时频谱分析仪对输出信号进行分析读取相应载频功率及其二次和三次谐波功率2和3;利用式)计算谐波抑制水平Hn,作为谐波抑制校准值。Hnn12或3 )非谐波抑制校准连接如图9所示。将模拟器开机,选择待测导航系统和频点;设置场景,卫星和载体均为静态,径向距离为0,仿真单通道单载波信号;启动仿真;实时频谱分析仪对输出信号进行分析读取相应载频功率及相应频带内频偏参考技术说明书)杂波非谐波Pm;利用式)计算非谐波抑制水平HmPm1,作为非谐波校准值。 ()相位噪声校准连接如图0所示。

HmPm1 6将模拟器开机

图0模拟器信号相位噪声校准选择待测导航系统和频点;设置场景,卫星和载体均为静态,径向距离为0,仿真单通道单载波信号;3启动仿真;利用相位噪声测量系统对输出信号进行分析读取相应频点处的相位噪声作为相位噪声校准值。内部时基相对频率偏差校准连接如图1所示。图1模拟器内部时基频率偏差校准设置取样时间,测量相对频率偏差。频率稳定度校准连接如图1所示。设置取样时间为,取样组数为,读取阿伦标准偏差值作为s频率稳定度校准值。误差矢量幅度校准连接如图2所示。将模拟器开机

图2模拟器信号调制误差矢量幅度校准选择待测导航系统和频点;设置场景,卫星和载体均为静态,径向距离为0,仿真单通道单颗卫星信号,调制方式为单Ⅰ路;启动仿真;按模拟器说明书的要求设置矢量信号分析仪的载频、功率电平、调制频率、调相相偏及检波带宽;用矢量信号分析仪测量信号误差矢量幅度值,校准值。S入站接收机测量误差频率测量校准连接如图3所示。4图3频率测量校准设置矢量信号发生器按北斗S入站信号格式输出入站信号

设置方法见附录,幅度为,中心频率为80,其中0为0;从被测S入站接收机读出入站信号的频差x;利用式)计算频率测量误差; ()) , fx0 , ) 7d在标称范围内 设置0的值,至少选择5个校准点 重复步骤a~步骤,完成S入站接收机全频率测量范围的校准。kkkkkkkkk功率测量kkkkkkkkk校准连接如图4所示。图4功率测量校准设置矢量信号发生器输出北斗S入站信号,

中心频率为8,输出幅度为;先将入站信号连接到峰值功率计,测量得到入站信号功率标准值0;然后将入站信号连接到S入站接收机,从入站接收机读出相应功率示值Px;利用式)计算功率测量误差; (),在标称范围内,

Px0 8至少选择5个校准点,改变矢量信号发生器的输出幅度 重复步骤~步骤,完成S入站接收机全功率测量范围的校准。载波抑制测量校准连接如图5所示。5图5载波抑制和相位调制误差校准设置矢量信号发生器输出北斗S入站信号,中心频率为8,幅度为,通过对基带数字信号进行预失真处理的方式调整载波抑制为;将矢量信号发生器输出的入站信号接至矢量信号分析仪,设置矢量信号分析仪为上升沿触发,中心频率为,调制方式为,截取入站信号脉内部分进行解调,读取矢量信号分析仪QT的绝对值为载波抑制0;将矢量信号发生器输出的入站信号接至被校S入站接收机,从被校S入站接收机读出相应载波抑制测量值x;利用式)计算载波抑制测量误差;在标称范围内

Sx0至少选择5个校准点,改变矢量信号发生器的载波抑制

),重复,步骤~步骤,完成S入站接收机全载波抑制测量范围的校准。4相位调制误差测量校准连接如图5所示设置矢量信号发生器输出北斗S入站信号,中心频率为8,幅度为,通过对基带数字信号进行预失真处理的方式调整相位调制误差为;将矢量信号发生器输出的入站信号接至矢量信号分析仪,设置矢量信号分析仪为上升沿触发,中心频率为8,调制方式为,截取入站信号脉内部分进行解调,读取相位调制误差0;将矢量信号发生器输出的入站信号接至被校S入站接收机,从被校S入站接收机读出相应相位调制误差k;利用式)计算相位调制误差;在标称范围内

Ex0 )至少选择5个校准点,改变矢量信号发生器的相位调制误差,重复步骤~步骤,完成S入站接收机全相位调制误差测量范围的校准。校准结果表达由校准方出具校准证书或校准报告。包括下列内容:标题:校准证书;实验室名称和地址;6进行校准的地点如果与实验室的地址不同;证书的唯一性标识如编号,每页及总页数的标识;客户的名称和地址;被校对象的描述和明确标识;进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时应说明被校对象的接收日期;校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;校准环境的描述;校准结果及其测量不确定度的说明;对校准规范的偏离的说明;校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;校准结果仅对被校对象有效的声明;未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。复校时间间隔复校时间间隔建议1年。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的,因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。7kk附录Akk原始记录格式校准地点校准时间校准仪器被校设备校准人员校准项目外观及工作正常性检查射频信号载波频率偏差功率控制功率范围功率分辨力功率偏差动态范围速度动态范围加速度动态范围加加速度动态范围误差控制伪距分辨力和伪距误差伪距率分辨力和伪距率误差内部通道延迟□频谱纯度谐波抑制非谐波抑制相位噪声□内部时基相对频率偏差1s频率稳定度□误差矢量幅度S入站接收机频率测量误差功率测量误差载波抑制测量误差相位调制误差测量误差8外观及工作正常性检查表1外观及工作正常性检查检查项目记录是否有影响工作和读数的机械损伤各项标识是否清晰完整输入输出插座是否牢靠按键及旋钮是否正常动作并接触良好仪器通电后状态是否正常显示器是否能正常显示达到规定预热时间后各输出端是否有相应信号输出有自检功能的,是否能通过自检有北斗S测试功能的S双向收发功能正查功能射频信号载波频率偏差表2射频信号载波频率偏差校准参考记录表标称值测量值偏差值扩展不确定度)频点1频点2频点3功率控制

表3功率范围校准参考记录表最大值最小值扩展不确定度)频点1频点2频点3表4功率分辨力校准参考记录表理论值测量值差值分辨力扩展不确定度)频点1频点2频点3……9表5准确性校准参考记录表理论值测量功率差值准确性扩展不确定度)频点1频点2频点3……动态范围速度和加速度动态范围表6速度和加速度动态范围校准结果z扫频范围z扫频时间s速度范围/)加速度范围/2)……速度动态范围: 扩展不确定度:加速度动态范围: 扩展不确定度:加加速度动态范围

表7加加速度动态范围校准结果z扫频范围z扫频时间s加加速度范围/3)……加加速度动态范围:扩展不确定度:误差控制伪距分辨力

表8伪距分辨力和误差测量结果参考记录表次数sssss123伪距分辨力:扩展不确定度:伪距误差:扩展不确定度:0伪距率分辨力表9伪距率分辨力和误差测量结果参考记录表次数ssssss123伪距率分辨力:扩展不确定度:伪距率误差:扩展不确定度:内部通道延迟

表0内部通道延迟内部通道延迟量s扩展不确定度)频谱纯度谐波抑制

表1谐波校准参考记录表次数\测量值谐波抑制B频点1频点2频点312345谐波扩展不确定度)非谐波抑制

表2非谐波功率校准参考记录表次数\测量值非谐波抑制B频点1频点2频点31231表2续)次数\测量值非谐波抑制B频点1频点2频点345杂波功率扩展不确定度)相位噪声

表3某频点相位噪声校准参考记录表校准次数相位噪声/)0z1kHzzz12345相位噪声扩展不确定度)内部时基相对频率偏差

表4相对频率偏差参考频率值模拟器频率值相对频率偏差相对频率偏差:扩展不确定度:频率稳定度

表5频率稳定度取样间隔频率稳定度扩展不确定度)1s2误差矢量幅度

表6误差矢量幅度/123扩展不确定度)频点1频点2频点3……S入站接收机测量频率测量

表7频率测量标准值频率测量偏差扩展不确定度)…功率测量

表8功率测量标准值功率测量偏差扩展不确定度)载波抑制测量

表9载波抑制测量标准值载波抑制测量偏差扩展不确定度)相位调制误差测量

表0相位调制误差测量标准值相位调制误差测量值扩展不确定度)3附录B 外观及工作正常性检查是否通过:射频信号载波频率偏差

校准证书内页)格式=信号功率

扩展不确定度U= )功率范围 ( )PnPx =信号功率分辨力信号功率偏差信号动态范围速度加速度加加速度信号误差控制伪距分辨力伪距误差伪距率分辨力4

扩展不确定度U= )rP=扩展不确定度U= )σP=扩展不确定度U= )v=扩展不确定度U= )a=扩展不确定度U= )J=扩展不确定度U= )=扩展不确定度U= )=扩展不确定度U= )·=伪距率误差内部通道延迟频谱纯度谐波非谐波相位噪声内部时基相对频率偏差频率稳定度误差矢量幅度

扩展不确定度U= )·=扩展不确定度U= )D==扩展不确定度U= )H=扩展不确定度U= )CL=扩展不确定度U= )=扩展不确定度U= )=扩展不确定度U= )=扩展不确定度U= )Ek=扩展不确定度U= )S入站接收机测量误差频率测量

f=功率测量载波抑制测量

扩展不确定度U= )P=扩展不确定度U= )S=扩展不确定度U= )5相位调制误差测量

E=扩展不确定度U= )注:校准内页格式仅给出单系统单频点的校准结果格式,多系统多频点按类似格式罗列。6附录C校准结果的不确定度评定示例S信号模拟器校准结果可分为模拟器射频信号载波频率偏差、功率控制校准结果包括功率范围、功率分辨力、功率偏差动态范围校准结果包括速度动态范围、加速度动态范围、加加速度动态范围误差控制校准结果包括伪距分辨力、伪距率分辨力、内部通道延迟频谱纯度校准结果包括谐波抑制、非谐波抑制、相位噪声内部时基校准结果包括相对频率偏差和频率稳定度误差矢量幅度校准结果S入站信号频率测量校准结果S入站信号功率测量校准结果S入站信号载波抑制校准结果S入站信号相位调制误差校准结果。在模拟器校准装置中,包括了多个测量仪器完成各参数的测量,如第7章各参数校准示意图所示,实例中给出了模拟器各参数校准的不确定度评估方法。射频信号载波频率偏差校准测量模型

( ) :射频信号载波频率偏差校准测量可由式

表示 ( ), cm0 , 。 1其中 c为微波频率计测量得到的射频信号载波频率偏差 单位为z不确定度来源 。c的不确定度主要来源见表1表1c不确定度主要来源不确定度分量不确定度来源评定方法z分布包含因子标准不确定度zu1微波频率计B2矩形32u2时基参考B3矩形38u3测量重复性A1—01不确定度评定参考表1主要不确定度来源

c的合成标准不确定度:=1232z单次测量的合成标准不确定度为2。扩展不确定度U)为4z。功率控制校准功率范围校准 。功率计测量得到的信号功率P的不确定度主要来源见表2表2不确定度主要来源不确定度分量不确定度来源评定方法B分布包含因子标准不确定度Bu1功率计B2矩形327表2续)不确定度分量不确定度来源评定方法B分布包含因子标准不确定度Bu2失配B2反正弦24u3测量重复性A1—01123参考以上主要不确定度来源,合成标准不确定度最终单次测量的合成标准不确定度)为。扩展不确定度为UP)为123功率分辨力校准测量模型

( ) :功率分辨力校准测量可由式

表示 ( )P0和P1分别为功率计在模拟器调整信号功率前后测量得到的信号功率,单xP0和P1分别为功率计在模拟器调整信号功率前后测量得到的信号功率,单式中,式中

2位为。

( :校准合成标准不确定度计算如式

3=) )式中)和)分别为1和0的标准不确定度,单位为。不确定度来源 。1和0不确定度来源同1不确定度评定

。故可得最终单次测量的合成标准不确定度ucx扩展不确定度为UP)为B。

为B功率偏差校准 。不确定度评定同1动态范围校准速度范围校准测量模型 ( ) :速度范围校准测量可由式

表示vf·

)式中f为实时频谱仪测量得到的信号频偏,单位为。校准合成标准不确定度可计算如式:=c) 式中u)为f的合成标准不确定度,单位为。f的不确定度主要来源见表。8不确定度来源

表3f不确定度主要来源不确定度分量不确定度来源评定方法z分布包含因子标准不确定度zu1实时频谱仪频率测量最大允许误差B2矩形32u2时基参考B3矩形38u3测量重复性A1—01不确定度评定

,( ) ,参考以上主要不确定度来源度)为2。

uf 为2

最终单次测量的合成标准不确定扩展不确定度U)为4s。加速度范围校准测量模型

( ) :加速度范围校准测量可由式

6表示a=f·c

)l0式中为实时频谱仪测量得到的扫频时间单位为。忽略高阶项影响,校准合成标准不确定度计算如式:=c·2+1) )0 l l式中)的合成标准不确定度,单位为。的不确定度主要来源见表。不确定度主来源表4l不确定度主要来源不确定度分量不确定度来源评定方法s分布包含因子标准不确定度su1实时频谱仪时间测量最大允许误差B7矩形37u2时基参考B9矩形39u3测量重复性A9—09不确定度评定参考以上主要不确定度来源)为7,结合表4中主要不确定度来源及实际测量结果,最终单次测量的合成标准不确定度)为82。扩展不确定度U)为62。加加速度范围校准测量模型

( ) :加加速度范围校准测量可由式

8表示9Jf·c

)2 0忽略高阶项影响,校准合成标准不确定度可计算如式:·2+1) )f0不确定度评定

l

l,参考表3和表4中主要不确定度来源及实际测量结果 最终单次测量的合成标准不确定度)为33,扩展不确定度为U)为63。误差控制校准伪距偏差测量模型

( ) :伪距偏差校准测量可由式

0表示ρ=2-c )校准合成标准不确定度计算如式:·) )式中)和)分别为1和2的标准不确定度,单位为。1和2的不确定度来源见表。不确定度来源表51和2不确定度主要来源不确定度来源评定方法值分布包含因子标准不确定度高速示波器测量分辨力Bs矩形3可忽略通道间偏差Bs矩形3可忽略时基误差Bs矩形3可忽略S信号噪声引起误差Bs矩形3s射频信号噪声引起误差Bs矩形3s测量重复性As—0s不确定度评定

,( ) ( ) ,参考以上主要不确定度来源及实际测量结果

u1 和u2 均为s最终单次测量的合成标准不确定度)为3。扩展不确定度U)为6m。伪距率偏差测量模型

( ) :伪距率偏差校准测量可由式

2表示·=2-t )校准合成标准不确定度计算如式:t·=c·) )t0不确定度评定参考表,内部通道延迟D的测量合成标准不确定度D)为,最终单次测量的合成标准不确定度)为。扩展不确定度UD)为s。频谱纯度校准谐波和非谐波测量不确定度评估 。谐波测量结果H的不确定度来源见表6表6H不确定度主要来源不确定度分量不确定度来源评定方法值B包含因子标准不确定度Bu1频谱分析仪测量相对电平B1—01u2失配B0—00u3连接电缆B0矩形36测量重复性A0—00参考以上主要不确定度来源及实际测量结果H)为,最终单次测量的合成标准不确定度)为。扩展不确定度UH)为B。非谐波的不确定度评定方法及结果同谐波。相位噪声 。相位噪声测量结果的不确定度来源见表7表7H不确定度主要来源不确定度来源评定方法值z分布包含因子标准不确定度z测量系统测量误差B2矩形34测量系统本底B2—02参考源相位噪声B4—04测量重复性A1—01参考以上主要不确定度来源及实际测量结果H)为,最终单次测量的合成标准不确定度)为。扩展不确定度为UH)为B。内部时基校准相对频率偏差测量模型设被校准模拟器内部时基的频率为A

参考时间频率源的频率为B

两频率标准的频率标称值相同为0,则两频率标准的频率差B)可由式)表示。14)

A

A

B

)

) )yAB

=

-yBA)和B)分别为两者的频率偏差,无量纲τ为测量时的平均时间取样时间,单位为;在本规范中取。内部时基频率偏差单次校准结果为7。B)的不确定度主要来源见表。不确定度来源表8B不确定度来源不确定度来源评定方法值分布包含因子标准不确定度参考时间频率源的频率不准确性B4—04参考时间频率源的频率不稳定性Bs—0s电缆、转接头稳定性B4—04频标比对器Bs—0s数据修约B9——9测量重复性A1—01不确定度评定参考以上主要不确定度来源及实际校准结果,

最终单次测量频率偏差的合成标准不确定度B]为9,扩展不确定度UB]为8。频率稳定度测量模型 ( ) , 。频率稳定度

由频标比对器直接给出

校准结果见表9表9内部时基频率稳定度校准结果次数稳定度1sy)校准不确定度评定过程中,有限次测量引入的不确定度可由式)计算:u τ)

)r= m式中m为计算y)时的取样个数。例中m为。不确定度来源y)的不确定度主要来源见表。24表0y不确定度来源不确定度来源评定方法值分量包含因子标准不确定度参考时间频率源的频率不稳定性Bsu30s频标比对器Bsu30s有限次测量A2u302不确定度的评定参考以上主要不确定度来源及实际校准结果,

最终单次测量频率稳定度的合成标准不确定度y]为2,扩展不确定度Uy]为1。误差矢量幅度校准 。误差矢量幅度测量结果M的不确定度来源见表1表1M不确定度主要来源不确定度来源评定方法值分布包含因子标准不确定度信噪比B0矩形32相位噪声B5——5矢量信号分析仪残余幅度误差B0矩形37矢量信号分析仪残余相位误差B0矩形39矢量信号分析仪Q原点漂移B7矩形34测量重复性A0—00参考以上主要不确定度来源及实际测量结果,M的合成标准不确定度u)均为6,最终单次测量的合成标准不确定度)为6。扩展不确定度为U)为2 。S入站接收机频率测量不确定度评定测量模型采用参考时间频率源和矢量信号发生器直接测量被校S入站接收机

测量模型为式中:

fx0 )fS入站接收机频率测量误差;xS入站接收机频率测量值;0矢量信号发生器频率值。不确定度来源参考时间频率源的频率偏差1;3参考时间频率源的频率稳定度2;矢量信号发生器频率偏差3;被校S入站接收机的测量重复性4。表2S入站接收机频率测量不确定度分量汇总表序号不确定度分量来源评定方法分布包含因子标准不确定度z1u1参考时间频率源的频率确度B矩形322u2参考时间频率源的频率稳定度B矩形323u3矢量信号发生器频率偏差A—024u4被测件测量重复性A—06不确定度评定222222=1234=扩展不确定度:

7zU4z )S入站接收机功率测量不确定度评定测量模型采用峰值功率计和被校S入站接收机比较测量,

测量模型为( )式中:

Px-0

7PS入站接收机功率测量误差;xS入站接收机功率测量值;0峰值功率计功率测量值。不确定度来源峰值功率计功率准确度1;失配2;峰值功率计矢量信号分析仪测量重复性3;被校S入站接收机功率测量重复性4。表3S入站接收机功率测量不确定度分量汇总表序号不确定度分量来源评定方法分布包含因子标准不确定度B1u1峰值功率计准确度B矩形382u2失配B反正弦223u3峰值功率计重复性A—064u4被测件测量重复性A—004不确定度评定222222=1234=扩展不确定度:

BUB )S入站接收机载波抑制测量不确定度评定测量模型采用矢量信号分析仪和被校S入站接收机比较测量,

测量模型为( )式中:

Sx0

8S被校S入站接收机载波抑制测量误差;x被校S入站接收机载波抑制测量值;0矢量信号分析仪载波抑制测量值。不确定度来源矢量信号分析仪Q原点漂移1;矢量信号分析仪测量重复性2;被校S入站接收机载波抑制测量重复性3。表4S入站接收机载波抑制测量不确定度分量汇总表序号不确定度分量来源评定方法分布包含因子标准不确定度B1u1Q原点漂移B矩形372u2矢量信号分析仪重复性B矩形323u3被测件测量重复性A—02不确定度评定22222=123=扩展不确定度:

BUB )S入站接收机相位调制误差测量误差不确定度评定测量模型采用矢量信号分析仪和被校S入站接收机比较测量,

测量模型为( )式中:

Ex-0

9E被校S入站接收机相位调制误差测量误差;x被校S入站接收机相位调制误差测量值;0矢量信号分析仪相位调制误差测量值。5不确定度来源矢量信号分析仪残余相位调制误差1;矢量信号分析仪测量重复性2;被校S入站接收机相位调制误差测量重复性3。表5S入站接收机相位调制误差测量不确定度分量汇总表序号不确定度分量来源评定方法分布包含因子标准不确定度1u