北斗卫星导航系统用户终端通用技术要求.docx

1、北斗卫星导航系统用户终端通用技术要求北斗卫星导航系统定时型终端通用标准预 2021.08.14 1 范围本标准规定了北斗卫星导航系统定时型终端以下简称定时型终端的技术要求、测试方法、检验规那么与包装、运输和储存等要求。本标准适用于定时型终端备的研制、生产和使用，也是制定北斗定时产品标准、检验产品质量和产品应用选型的依据。2 标准性引用文件以下文件对于本文件的应用是必不可少的。但凡注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。但凡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文件。GB/T 191 包装储运图标志GB/T 2421.12021 电工电子产品环境试验 概述和指南GB/T 2

2、828.12003 计数抽样检验程序 第1局部：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样方案GB 42082021 外壳防护等级(IP代码)GB/T 4857.5 包装 运输包装件 跌落试验方法GB/T 5080.11986 设备可靠性试验 总要求GB/T 5080.71986 设备可靠性试验 恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案GB/T 5296.11997 消费品使用说明 总那么GB/T 122671990 船用导航设备通用要求和试验方法GB/T 12858-1991 地面无线电导航设备环境要求和试验方法GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件GB/T 17626.

3、32006 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 20512 GPS接收机导航定位数据输出格式3 术语、定义和缩略语术语和定义北斗卫星导航系统用户终端通用技术要求确立的以与以下术语和定义适用于本文件。3.1.1北斗定时型终端 BeiDou timing terminal基于北斗系统授时功能，可以接收北斗卫星信号完成解算、测量、时间修正并复现、输出BDT标准时间信息、时标信息功能的接收设备。缩略语以下缩略语适用于本文件。CGCS 2000：中国大地坐标系2000China Geodetic Coordinate System 2000EIRP：有效全向辐射功率Effecti

4、ve Isotropic Radiated PowerPDOP：位置精度衰减因子Positional Dilution of Precision；PPS：秒脉冲Pulse Per Second)TOD：时刻Time of Day4 技术要求4.1 一般要求4.1.1 终端组成定时型终端根据其业务特征通常分为北斗RDSS和或RNSS单向定时型、北斗RDSS双向定时型，以满足不同用户的应用需求。主要由以下部件和组件组成：1.接收天线北斗RDSS双向定时型那么需用发射/接收共用天线、馈线；2.接收主机，由北斗定时模块包括射频信道、基带处理器、中央处理器、电源模块、信号/数据输入/输出接口以与前后面板

5、/机壳等部件组成；3.显示屏或显示单元可选；4.定时信号扩展输出单元可选。4.1.2 尺寸与质量定时型终端的外形尺寸与质量由相应的产品标准规定。4.1.3 外观定时型终端的外观应满足以下要求：1.外表不应有明显的凹痕、划伤、龟裂、变形、腐蚀和机械损伤、以与灌注物溢出等缺陷；2.各个部件的连接应牢固、可靠；3.终端外壳应有一定的刚度和强度，可以在一定程度上预防磨损和撞击；4.终端面板各按键应有永久性的用途标志，文字符号与标志清晰美观。4.1.4 接口定时型终端应至少具有1个输出TOD信息的通用数据接口和1个PPS输出接口。4.2 功能要求4.2.1 自检测定时型终端应具有自检测与初始化和状态设置

6、功能，当出现故障时应给出数据接口输出或视觉、音响输出方式的故障报警提示信息。4.2.2 系统完好性信息处理定时型终端应具有系统完好性信息处理功能。4.2.3 状态监测定时型终端正常工作时，应能实时监测以下状态，并给出相应的视觉和或音响提示信息；1.已接收卫星信号的锁定状态、电平与其卫星编号、波束号；2.供电状态，具有电源电压过低的报警显示功能；3.对于北斗RDSS双向定时型终端，应具有发射状态和抑制状态指示功能。4.2.4 单向定时北斗单向定时终端应能接收和处理北斗RDSS或RNSS卫星信号，提供BDT或UTC的时间信息TOD时间、日期、时标信号即PPS。4.2.5 双向定时北斗RDSS双向定

7、时型终端应具有“定时申请、用户管理和复现BDT或UTC的时间信息TOD时间、日期、时标信号即PPS。4.2.6 参数设置4.2.6.1 定时型终端应能根据使用条件和需要改变参数设置，包括接收天线位置设置、位置导航、位置平均、位置保持等。4.2.6.2 定时型终端应能给出接收天线时延、馈线电缆时延、接收机通道延迟与其它相关信息，并能加以置入改正。4.2.7 信息显示北斗定时型终端应具有以下信息的显示或提示功能：a) 正常显示1) TOD和日期信息：2) 接收状态：包括跟踪、锁定卫星数目，PDOP值、卫星分布情况、接收信号的信噪比；3) 定位状态：包括未定位、二维定位、三维定位与定位结果；4) 定

8、时状态：包括动态定时状态与其数据精度；5) 相关的局部数据文件信息；b) 故障显示：一般故障状态，包括电源电量缺乏、数据存储空间缺乏或故障、卫星跟踪故障等。4.2.8 数据输出定时型终端应能输出以下数据：1.时间信息TOD时间、日期；2.非正常断电时应具有时间信息日期、TOD时间保持不中断、恢复供电后仍能数据输出的功能；3.将定时处理过程得到的位置信息、改正等数据输出到外部设备的功能；4.跟踪、锁定卫星数目，PDOP值、卫星分布情况、接收信号信噪比的接收状态；5.未定位、二维定位、三维定位的定位状态与定位结果；6.动态定时状态与其数据；7.电源电量缺乏、数据存储空间缺乏或故障、卫星跟踪故障等一

9、般故障状态；8.根据要求，选择输出的数据类型、数据格式、定时结果，输出格式应符合GB/T 20512 的要求；9.接收的数据信息。4.2.9 数据和信息保存断开电源时应具有数据和信息的保存功能，能存储RTC时间、位置等重要信息，且能通过外部指令删除存储的信息。4.3 性能要求4.3.1 电源4.3.1.1 供电电源应保证授时型终端在正常状态下连续工作，连续时间不少于24 h。4.3.1.2 在外接电源电压标称值变化10%的情况下，定时型终端应能正常工作。4.3.1.3 在外接电源中断情况下，定时型终端应有内置电池保持RTC日历时钟的日期、TOD信息不中断，供电维持时间不少于1个月。4.3.2

10、接收灵敏度北斗定时型终端应满足：a)RDSS方式：1) 捕获灵敏度：终端能捕获信号时，输入端信号电平应不大于-124 dBm；2) 跟踪灵敏度：在跟踪卫星信号时，终端正常工作且不失锁的输入端信号电平不大于-127 dBm。b)RNSS方式：1捕获灵敏度：终端能捕获信号时，输入端信号电平应不大于-130 dBm；2跟踪灵敏度：在跟踪卫星信号时，终端正常工作且不失锁的输入端信号电平不大于-133 dBm。4.3.3 接收信号功率范围定时型终端的接收信号功率的变化范围应满足：RDSS方式：接收信号功率变化范围为-124 dBm-104 dBm；RNSS方式：接收信号功率变化范围为-130 dBm-1

11、00 dBm。4.3.4 发射信号EIRP值RDSS双向定时终端的发射信号EIRP值应在3.5 dBW 19 dBW之内。4.3.5 发射信号带外抑制发射信号在 1 580 MHz 1 650 MHz 频率范围以外的辐射功率，应不大于 -80 dBW/4 kHz。4.3.6 首次定位时间冷启动(历书不可用、无概略位置)的首次定位时间应不大于2 min。温启动(历书可用、有概略位置)的首次定位时间应不大于60 s。热启动(历书和星历可用、有概略位置)的首次定位时间应不大于15 s。4.3.7 失锁重捕获时间北斗RDSS或RNSS卫星信号中断30 s后，失锁后的重捕时间应不大于5 s；4.3.8

12、跟踪通道数RNSS单向定时终端的跟踪通道数不小于12，RDSS定时终端的跟踪通道数不小于2。4.3.9 设备时延4.3.9.1 双向定时型终端设备时延：双向零值应为1ms10 ns1。4.3.9.2 双向定时型终端设备时延的年变化，要求小于6 ns2。4.3.9.3 单向定时型终端设备时延的年变化，要求小于6 ns2。4.3.10 定时精度定时型终端应能提供时标信息PPS信号输出，用于精密时间同步或时间传递。根据定时型终端的工作模式，设备在经过主机单元延迟、天线延迟和电缆延迟修正后，输出时标信息PPS信号相对于北斗时BDT的定时精度应符合表1规定。表1定时精度2工作模式RDSSRNSS单向定时

13、模式 200 ns 200 ns双向定时模式 20 ns4.3.11 守时偏差要求24 h内，终端的守时偏差应不大于100 ms，或满足产品标准要求。4.4 环境适应性4.4.1 温度北斗定时终端位于室舱外单元的正常工作环境温度范围为-2555，位于室舱内单元的正常工作环境温度为-1550。北斗定时终端的存储环境温度为-3570。4.4.2 振动各型北斗定时终端在以下对应规定的振动条件下，应保持结构完好和正常工作。1.车载型北斗定时终端的振动条件应符合GB/T 128581991中11.1的规定。2.船载型北斗定时终端的振动条件应符合GB/T 122671990中14.4的规定。3.手持型和固

14、定型北斗定时终端的振动条件，由其产品标准规定。4.4.3 外壳防护北斗定时终端的外壳防护性能，位于室舱外单元的防护等级为IP65，位于室舱内单元的防护等级为IP54。4.4.4 湿热各型北斗定时终端在以下对应规定的湿热试验后，应能正常工作。1.车载型北斗定时终端的湿热试验条件应符合GB/T 128581991中14.1的规定。2.船载型北斗定时终端的湿热试验条件应符合GB/T 122671990中14.2的规定。3.手持型和固定型北斗定时终端在温度为402、相对湿度为93%3%，周期为2 d 的湿热试验后，应能正常工作。4.5 电磁兼容性北斗定时终端的电磁兼容性要求应满足其产品标准规定的电磁兼

15、容性要求。4.6 可靠性北斗定时终端的 MTBF 不小于 4 000 h。5 检验方法5.1 检验条件5.1.1 检测设备5.1.1.1 所有检验测试设备包括参照设备应有足够的分辨率、准确度和稳定度，其性能应满足被测技术性能指标的要求。除另有规定外，其准确度应不大于被测设备准确度指标的十分之一；其稳定度应不大于被测设备稳定度指标的三分之一。5.1.1.2 一般可利用空中实际的北斗卫星信号或模拟信号进行测试。当利用北斗信号模拟器作为标准测试信号源时，北斗信号模拟器产生的信号必须具有和北斗卫星信号相同的特性。仲裁时应采用北斗信号模拟器作为标准测试信号源。5.1.1.3 所有测试设备应经过计量检定合

16、格并在有效期内。5.1.2 检测场所除另有规定外，检测场所应符合GB/T 2421.12021 的要求,所有的测试应在以下作为测试标准的大气条件下进行：1.温度：15C35C；2.相对湿度：20%80%；3.大气压力：86 kPa106 kPa。5.1.2.1 检验场地的各个观测点应位于周围无显著电磁信号干扰且收测点位周围环视高度角10以上无障碍物的地方。5.1.2.2 检验应在卫星的几何定位因子PDOP6的情况下进行。5.1.2.3 检验场地各个观测点的CGCS2000中国大地坐标系的坐标分量绝对精度应优于0.50 m，超短基线精度应优于10 mm；或者参考接收天线相位中心的位置坐标测定精度

17、应比被检验设备精度指标高一个数量级或三倍。5.1.3 工作状态5.1.3.1 检验时观测数据的采集应在定时型终端正常工作的情况下进行。5.1.3.2 测试期间施加于定时型终端的电源电压应为终端要求的额定电压。5.2 一般检验5.2.1 按照定时型终端产品使用说明书，通过目测或手感方法检查产品的组成与结构。结果应符合4.1.1的要求。5.2.2 用卡尺检测定时型终端的结构尺寸，用天平测量其重量。结果应符合4.1.2的要求。5.2.3 通过目测检查产品的外表是否有划痕、裂缝和变形。通过实际操作，检验产品的一般操作性能、软件、数据链的工作情况与连接部件的连接紧密程度。结果应符合4.1.3要求。5.2

18、.4 通过实际操作，检验产品的接口，结果应符合4.1.4要求。5.3 功能检验5.3.1 自检测加电检验定时型终端有无自检测功能，当出现故障时有无故障报警提示信息；逐渐降低定时型终端的电源电压，观察定时型终端的工作情况，并观察定时型终端能否进行低电压报警。结果应符合4.2.1的要求。5.3.2 系统完好性信息处理通过实际操作接收，查看终端能否正确输出“北斗系统完好性监测信息，并与合格的参照定时终端的输出信息相比较，作出判断。结果应符合4.2.2要求。5.3.3 状态监测对终端加电，正常工作时，观察能否实时监测，并给出相应的视觉和或音响提示信息。结果应符合4.2.3要求。5.3.4 单向定时对终

19、端加电，正常工作时，与参照定时终端比较，观察能否输出正确的BDT或UTC的时间信息TOD时间、日期、时标信号即PPS。结果应符合4.2.4要求。5.3.5 双向定时对RDSS双向定时终端加电，正常工作时，观察能否输出正确的BDT或UTC时间信息TOD时间、日期、时标信号即PPS。结果应符合4.2.5要求。5.3.6 参数设置通过实际操作，检验定时型终端能否改变“天线位置和“设备时延改正等参数、能否进行信息设置。结果应符合4.2.6要求。5.3.7 信息显示5.3.7.1 通过实际操作，让定时型终端正常工作，观察北斗终端设备显示的信息情况。结果应符合4.2.7.1要求。5.3.7.2 在定时型终

20、端正常工作时，人为制造以下故障：电源电量缺乏、数据存储故障、数据链通信故障、卫星跟踪故障，观察定时型终端显示的故障信息情况。结果应符合4.2.7.2要求。5.3.8 数据输出通过实际操作，与合格的参照终端比较，检验定时型终端输出数据是否正确。结果应符合4.2.8要求。5.3.9 数据和信息保存终端正常工作后，断开电源1 min，重新开机，查看应保存的数据和信息是否存在，与参照的标准时间比较，终端显示的RTC时间是否正确。结果应符合4.2.9要求。5.4 性能检验5.4.1 电源检验外接电源，让定时型终端正常工作，记录下连续工作的时间，是否大于24 h。分别对定时型终端的电源进行电流、电压变化试

21、验，在定时型终端标定电压工作状态下，人为地将供电电源的电压在此根底上先后降低和升高10%，并分别维持20 min，观察定时型终端的工作情况和对观测结果的影响。结果应符合4.3.1要求。5.4.2 接收灵敏度检验将被测设备按图1所示连接，设备置于测试转台并连接好控制线缆。设置测试系统播发卫星信号，功率按4.3.3的要求设定，查看设备是否能接收到信号。结果应符合4.3.2要求。图1 设备测试连接示意图5.4.3 接收信号功率范围检验此项测试可以和5.4.2同时进行。测试方法参见5.4.2，查看接收到信号时的功率范围。结果应符合4.3.3的要求。5.4.4 发射信号EIRP值检验此项测试可以和5.4

22、.2同时进行测试。测试方法参见5.4.2，那么接收信号功率范围应满足4.3.3的要求。结果应符合4.3.4的要求。5.4.5 发射信号带外抑制检验将北斗 RDSS 双向定时终端与测试用计算机连接好，应用对应的测试平台和测试工具，采用操作演示法进行检查其抑制响应功能，检验结果应符合4.3.5的要求。5.4.6 首次定位时间检验的要求设定，利用测试系统测出设备从加电开机到输出锁定指示所需时间，进行10次测试。测试最大值应满足4.3.6的要求。5.4.7 失锁重捕获时间检验的要求设定，设备正常工作。信号中断30s后恢复，利用测试系统测出从恢复信号到设备输出锁定指示所需时间，进行10次测试。测试最大值

23、应满足4.3.7的要求。也可通过实际操作，在信号满足灵敏度要求的条件下，短时间30 s内人为20次使接收设备失锁，测量重新定位所需的时间是否不大于5s，统计评估。测试最大值应满足4.3.7的要求。5.4.8 接收通道数检验此项测试可以和5.4.2同时进行测试。测试方法参见5.4.2。统计设备能同时上报导航电文的卫星数目。结果应满足4.3.8的要求。5.4.9 设备时延检验用专用测试系统按测试标准进行检验测试；或用时刻比对分析法测量被测定时型终端具有PPS输出相对于设备时延定时型终端相对定时偏差。结果应满足4.3.9的要求。5.4.10 定时精度检验采用时刻比对法测量检验定时精度，设备连接参见图

24、2。图2 时刻比对法设备连接图时刻比对法测量的方法和步骤如下：1.按图2连接定时型终端设备。2.按产品标准，预热被测定时型终端。3.按产品标准，设置被测定时型终端设备的工作模式，使输出的1pps时间系统与标准时间频率源的时间系统相同UTC时间或北斗时间，对被测定时型终端设备输入其设备内部时延。4.测量标准时间频率源或精度比被测定时终端高3-10倍参照终端输出的秒脉冲与被测设备输出的秒脉冲之间的时差i。每2秒测量一次，连续测量24 h，记录测量值。5.按照公式1公式3进行数据处理：1)按公式1计算平均值。 1式中：被测PPS相对参考设备PPS时间差的平均值，单位为纳秒ns；被测PPS相对参考设备

25、PPS在时刻i的时间差，单位为纳秒ns；参考设备PPS与BDT或UTC时间差，单位为纳秒ns；为天线电缆时延，单位为纳秒ns；为被测设备输出PPS的电缆时延，单位为纳秒ns；为参考设备输出PPS的电缆时延，单位为纳秒ns；m 观测次数。2)按公式2计算定时标准偏差。 2式中：为定时标准偏差，单位为纳秒ns。3)按公式3计算定时精度 。 3计算结果应满足4.3.10的要求。5.4.11 守时偏差检验检验测量授时终端的守时偏差，参照5.4.10的规定进行，用守时时间段内，起止时刻被测终端的PPS输出信号相对于标准时间频率源的时间差的变化量表征。5.5 环境适应性检验5.5.1 温度检验北斗定时终端

26、的上下温工作检验，应分别按照对应的GB/T 12858-1991中5.2.3或GB/T 12267-1990中14.1. 1，以与GB/T 12858-1991中4.2.3或GB/T 12267-1990中14.3.1规定的试验方法进行；其存储环境温度检验，应分别按照对应的GB/T 12858-1991中5.2.2或GB/T 12267-1990中14.1.2，以与GB/T 12858-1991中4.2.2 或GB/T 12267-1990中14.3.2规定的试验方法进行；其检验结果应符合4.4.1条的要求。5.5.2 振动检验各型北斗定时终端在以下对应规定的振动试验方法进行：1.车载型北斗定

27、时终端的振动试验方法应符合GB/T 128581991中11.2的规定。2.船载型北斗定时终端的振动试验方法应符合GB/T 122671990中14.4的规定。3.手持型和固定型北斗定时终端的振动条件，由其产品标准规定。其检验结果应符合4.4.2条的要求。5.5.3 外壳防护检验北斗定时终端的外壳防护试验方法，应按照GB 42082021中13.4和GB 4208-2021中14.2.5中的规定试验方法进行，其检验结果应符合4.4.3条的要求。5.5.4 湿热检验各型北斗定时终端在以下对应规定的湿热试验方法进行：1.车载型北斗定时终端的湿热试验方法应符合GB/T 128581991中14.2的

28、规定。2.船载型北斗定时终端的湿热试验方法应符合GB/T 122671990中14.2的规定。3.手持型和固定型北斗定时终端按产品标准规定的试验方法进行。其检验结果应符合4.4.4条的要求。5.6 电磁兼容性检验北斗授时终端的电磁兼容性检验，应按照GB/T 17626.32006规定的检验方法进行检验测试，其检验结果应符合4.5条的要求。5.7 可靠性检验北斗定时终端的可靠性鉴定和可靠性验收试验按照GB/T 5080.71986规定的方法进行检验试验，其试验结果应符合4.6条的要求。5.7.1 检验方案可靠性试验方案，根据生产批量的多少和承制方可能提供的试验条件，由承制方和使用方按照下述试验方

29、案协商确定：a) 在定型时进行可靠性检验试验，验证产品是否到达规定的可靠性要求，其试验方案可选用GB/T 5080.7-1986中如表2所示对标准型定时截尾试验方案；表2 标准型定时截尾方案决策风险%鉴别比d=0/1试验时间1的倍数允许故障名义值实际值20202b) 在批量生产验收且不需要估计MTBF的真值时，应以预定的判决风险率、，对规定的MTBF值作合格与否的判断。试验方案可选用GB/T 5080.71986中的序贯试验方案。5.7.2 受试样本的数量当批量在20台100台之间含100台时，采用全数可靠性试验方法，当批量超过100台时，按100台进行。可靠性检验受试样本的数量也可以在有关合同中规定或者由承制方和使用方商定；其受试样本的数量宜按照表3选取最正确受试样本的数量。表3 最正确受试样本的数量推荐表批量大小最正确样本数13全部45045010085.7.3 失效判决失效准那么按照GB/T 5080.11986中9.2的规定执行。6 验收规那么6.1 检验分类北斗定时终端的产品检验分为两类：型式检验和出厂检验。6.2 型式检验6.2.1 检验时机型式检验的目的是验证产品的各项功能和性能已经全部到达规定的要求。属于以下情况之一时，应进行型式检验：1.产品设计