Part 01全新車載定位標準技術背景
隨著智能網聯汽車和無人駕駛汽車的到來,根據中國汽車安全及保障公共道路上行駛車輛的相關法規考慮,從2020年開始,基于以下多方面調研,確定全新汽車定位標準GB/T 45086.1-2024的可行性。
首先是對于車載衛星定系統應用的分析。當時,車載衛星定位系統主要以多模單頻為主,而雙頻接收機的安裝情況相對較少。在技術路徑上,現有系統缺乏對北斗三代的支持,這在一定程度上限制了其在高精度定位方面的應用。此外,車載衛星定位系統尚未形成統一的規范,特別是在定位/授時性能、抗干擾性能、車規要求及可靠性等方面,缺乏明確的行業標準和規范,這在一定程度上影響了系統的整體性能和安全性。
其次是針對車載衛星定位系統的標準現狀調研,通過深入調研發現,當時標準存在兩大方面的不足。一方面,通用類衛星導航標準缺乏針對汽車行業的特定要求,如安全性要求和車規級要求等。另一方面,功能類衛星導航標準同樣存在不足,缺少對汽車行業所需的定位、授時、健壯性、安全性和前裝車規要求的明確規范。這些標準的缺失,使得車載衛星定位系統在汽車行業的應用面臨一定的挑戰和不確定性。
最后在車載衛星定位系統芯片及模組市場方面,國內已構建起集芯片、模塊、零部件終端的北斗產業鏈。隨著技術的進步和市場的發展,支持北斗三代22納米工藝射頻基帶一體化芯片已經進入量產階段,性能得到了顯著提升。到2022年,國內主流芯片廠家已完成支持北斗三代的雙頻車規級衛星定位芯片研發和生產。這些芯片的量產和應用,為車載衛星定位系統的升級和優化提供有力支持,推動其在智能網聯汽車和無人駕駛汽車領域的廣泛應用。
基于上述多方面的原因,相關部門從2020年開始著手開展中國車載定位系統技術要求及試驗方法第1部分衛星導航標準(GB/T 45086.1-2024)的制定工作。
Part 02全新車載定位標準規范需求
1GB/T 45086.1-2024標準適用范圍
車載定位系統技術要求及試驗方法 第1部分:衛星定位標準(GB/T 45086.1-2024)的適用范圍主要是針對汽車零部件,為零部件傳導測試。衛星定位是獲得絕對位置信息的重要途徑,具有視覺、雷達等其他定位方式所不具有的絕對位置信息輸出功能。GB/T 45086.1-2024標準歷時4年時間,對于汽車行業來說,本標準推出的意義重大,主要體現在如下三個層面:
首先,本標準極大可能被未來車載事故緊急呼叫AECS所引用。中國的車載事故緊急呼叫系統AECS,作為中國與歐盟eCall及俄羅斯ERA-Glonass系統相對等的標準,旨在確保車輛發生事故時能迅速獲得響應。該系統通過制定嚴格的定位系統標準測試,著重提升這些關鍵組件的可靠性和性能。展望未來,AECS標準極有可能全面或部分采納此標準作為其基礎框架,鑒于AECS緊急呼叫系統的強制性特征,GB/T 45086.1-2024標準將扮演至關重要的角色,為其實施提供堅實支撐。
其次,本標準旨在提升車輛安全性與定位精確度。加速推進L3級及更高級別自動駕駛汽車的商業化應用,并進一步完善智能網聯汽車生產企業及其產品的準入管理體系。
最后,本標準不僅深刻影響著中國汽車生態系統,更將對全球汽車行業產生廣泛而深遠的影響。一旦實施,它將成為未來汽車在華銷售不可或缺的基本準則,影響全球汽車品牌及其供應鏈體系。優先開發并符合這項車載定位國家標準的廠商,將在激烈的市場競爭中占據先發優勢,贏得商業機遇。
2GB/T 45086.1-2024標準測試需求
車載定位系統技術要求及試驗方法 第1部分:衛星定位(GB/T 45086.1-2024)標準主要規定了接收機的性能要求和試驗方法兩大部分,測試項目總共包括46個測試用例,
主要分為如下四大部分:
?功能試驗(總共6個測試用例):包括輸出和模式兩大部分,重點驗證車載衛星定位系統是否具備北斗獨立、北斗優先、北斗單模和北斗單模切換等功能;
?性能試驗(總共28個測試用例):包括多模信號試驗和北斗信號試驗,主要驗證車載衛星定位系統定位精度、定位時間、靈敏度和授時性能指標。;
?健壯性試驗(總共11個測試用例):包括多模信號和北斗信號試驗,驗證接收機是否具備處理衛星導航系統特殊事件的能力;
?射頻信號協調試驗(1個測試用例):主要是在施加AWGN的基礎上,驗證接收機CN0變化不應超過1dB-Hz。
表1 GB/T 45086.1-2024標準測試用例
Part 03全新車載定位標準GB/T 45086.1-2024測試解決方案
1GB/T 45086.1-2024標準測試挑戰
標準要求車載定位系統接收機支持四模且北斗至少雙頻,而且還需支持北斗獨立、北斗優先和北斗單模的能力。同時,測試設備還需滿足高斯白噪聲AWGN附錄G標準,且帶外抑制需達到62dB以上。此外,該標準還規定了授時性能測試,要求具備使用示波器完成接收機1PPS和導航模擬器1PPS測試的能力;并強調了健壯性測試,即接收機需具備應對衛星導航系統特殊事件的處理能力。
圖2 GB/T 45086.1-2024附錄G對AWGN要求
2羅德與施瓦茨測試解決方案
01 GB/T 45086.1-2024測試方案框圖
羅德與施瓦茨發布了針對全新汽車衛星定位系統GB/T 45086.1-2024標準的測試解決方案,助力助行業按照新標準執行車輛測試和質量認證。其測試方案框圖如圖3所示,該解決方案可全自動完成GB/T 45086.1-2024標準要求的功能試驗、性能試驗、健壯性試驗和射頻信號協調試驗相關的測試用例。
圖3 GB/T 45086.1-2024標準測試方案(DUT不具備1PPS輸出,可測UTC指標)
基于標準要求,授時性能測試,根據車載衛星定位系統是否具備1PPS來采取不同的測試方法。標準要求,如果車載衛星定位系統不具備1PPS,那么就要測試UTC性能,其測試方法如上面框圖即可完成。如果具備1PPS輸出,那么就需要測試1PPS性能指標,其測試方法如下圖所示:
圖4 GB/T 45086.1-2024標準測試方案(DUT具備1PPS輸出,則測1PPS指標)
02 GB/T 45086.1-2024測試方案說明
羅德與施瓦茨提供整套測試解決方案,說明如下:
R&SSMBV100B:高精度衛星導航模擬器,可單臺儀表實現多模多頻衛星導航系統信號和高斯白噪聲AWGN信號同時產生,完全滿足GB/T 45086.1-2024標準法規需求;
R&SNGC/NGA or其他電源:程控電源,用于標準冷啟動場景所要求的上電和下電過程;
R&SRTM3000:高精度示波器,用于測試車載衛星定位系統輸出的1PPS上升沿與衛星信號模擬器R&SSMBV100B輸出1PPS上升沿的時間差;
R&SCMWrun:自動化測試軟件,羅德與施瓦茨最新的R&SSMBV100B-K364選件能全覆蓋所有測試用例。
原子鐘:標準要求提供10MHz輸出能力,頻率穩定性優于2×10-11 ;
LNA:基于車輛實際安裝情況決定是否使用,如使用,需要提供增益、噪聲系數和帶寬等參數;
ATT:基本標準要求的靈敏度測試需求,這里的ATT建議采用30dB ~ 40dB左右;
03 R&S測試方案長期價值
羅德與施瓦茨提供基于GB/T 45086.1-2024標準的全套測試解決方案,測試架構簡單,無需第三方產品。該測試解決方案不僅可以完全滿足車載衛星定位系統國家標準,而且還具備廣泛的靈活性,便于用戶開展更多的測試業務。該方案的長期價值體現包括:
? 升級中國未來的車載事故緊急呼叫(AECS)標準
GB/T 45086.1-2024標準極大可能會是未來中國車載事故緊急呼叫(AECS)的基礎標準,而羅德與施瓦茨作為業界領先的測試解決方案提供商,其產品已經過歐盟CETECOM及俄羅斯聯邦Rosstandart的權威認證。目前,其SMBV100B已符合GB/T 45086.1-2024標準,未來用戶僅需通過綜測儀CMX500即可無縫過渡到中國AECS緊急呼叫標準,極大地降低用戶的投資成本。此外,該測試方案還具備升級能力,可支持車聯網C-V2X、高精度定位RTK以及車輛智能座艙中的蜂窩與非蜂窩等多種測試需求,一套方案幾乎涵蓋汽車智能網聯所有相關應用方案。
圖5 羅德與施瓦茨提供業界領先的緊急呼叫系統測試解決方案
? 多種不同數據更新率選擇,滿足用戶更高精度需求
GB/T 45086.1-2024標準要求數據更新率最小1Hz,但是R&SSMBV100B-K364方案更靈活,支持1Hz ~ 10Hz更新率自動化測試,用戶可根據需求自行選擇。
? 靈活的GNSS模式和頻段選擇,滿足用戶自定義測試
雖然GB/T 450861-2024標準要求四模+北斗雙頻,但是羅德與施瓦茨這套方案設計更靈活,除了四模雙頻外,用戶也可以自定義各種衛星模式和衛星頻段。例如,單測GPS L1+L5、單測GPS + Galileo等。
? 優異的AWGN性能,單臺儀表完成GB/T 45086.1-2024標準測試,降本增效
GB/T 45086.1-2024標準要求AWGN滿足附錄G需求,由于SMBV100B是通用信號源平臺,因此,AWGN可完美匹配標準要求,并可通過頻譜儀進行驗證;K364支持AWGN測試,SMBV100B可單臺完成GNSS+AWGN測試。
? 廣泛的產品線,提供整套測試解決方案
GB/T 45086.1-2024標準對于“授時精度”測試,包括UTC或1PPS測試;配合羅德自身示波器產品RTM3000即可完成1PPS時間精度自動化測試。
? GNSS GB/T標準要求冷啟動方式做斷電和上電工作
K364方案支持采用R&S電源進行自動化斷電和上電動作;K364也支持控制第三方電源進行自動化斷電和上電動作(注:需斷電和上電指令);K364支持自定義冷啟動場景,如:人為定位仿真時間和地點,但必須滿足相應條件。與最終測試時間,必須提前2周以上。與最終測試地點相比,大于1000公里,小于10000公里。
? 對接收機DUT的控制方式
K364是基于場景開發,無需任何控制指令;如果需要輸入控制指令,亦可通過CMWrun輸入DUT控制指令完成測試。
Part 04車載衛星定位系統標準EMC測試方案
車載衛星定位系統以GB/T 28046.1—2011定義的工作模式進行,按照GB/T 18655—2018中對應章節的方法進行試驗。同時,也可以參考團標T/CCSA 238.1-2018規范的要求,標準規定了支持GNSS移動通信終端的電磁兼容(EMC)性要求,包括試驗條件、限值、性能判據和測試方法等。基于法規要求,羅德與施瓦茨公司實現了GB/T 45086.1-2024B電磁兼容EMC測試方案,其方案如下:
圖6 GB/T 45086.1-2024標準EMC測試方案框圖
羅德與施瓦茨基于在EMC領域有著廣泛的市場、深厚的技術和豐富的經驗,完成了車載衛星定位系統接收機的EMC測試方案,包括對于導航定位系統的騷擾和抗擾度的測試,所需設備包括:
? R&SSMBV100B:衛星導航模擬器,用于和車載定位系統建立導航衛星連接;
? R&SSMB100B/A+BBA:用于抗擾度EMS測試;
? R&SESR/FSX:用于輻射騷擾和傳導騷擾EMI測試;
? R&SELEKTRA:強大的EMC測試軟件,可以自動化完成測試,測試過程中,需要將接收機的串口數據通過串口線連接至測試軟件;
結語
本文主要介紹了GB/T 45086.1-2024標準產生的背景、標準的測試需求、羅德與施瓦茨提供的測試解決方案及GB/T 45086.1-2024標準EMC測試。羅德與施瓦茨的導航模擬器SMBV100B可以非常方便地通過單臺儀表完成GB/T 45086.1-2024規范測試,同時,作為靈活的矢量信號源,SMBV100B還支持其他信號制式(蜂窩、非蜂窩、航電和任意波形發生器等)和標準測試。
羅德與施瓦茨的專業技術能力和衛星導航模擬器產品的專業性能助力這項汽車衛星定位國家標準(GB/T 45086.1-2024)的制定和發布。羅德與施瓦茨公司的測試方案可支持對車載衛星定位系統性能開展質量認證測試。目前,該方案已服務于主流的芯片、零部件廠商、整車廠和檢測機構。未來亦可平滑過渡到中國車載事故緊急呼叫AECS標準的相關測試,為用戶創造更多長期價值。
羅德與施瓦茨業務涵蓋測試測量、技術系統、網絡與網絡安全,致力于打造一個更加安全、互聯的世界。成立90 年來,羅德與施瓦茨作為全球科技集團,通過發展尖端技術,不斷突破技術界限。公司領先的產品和解決方案賦能眾多行業客戶,助其獲得數字技術領導力。羅德與施瓦茨總部位于德國慕尼黑,作為一家私有企業,公司在全球范圍內獨立、長期、可持續地開展業務。
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原文標題:羅德與施瓦茨發布車載衛星定位標準GB/T 45086.1-2024解讀和測試方案,助力中國車載緊急呼叫系統AECS標準
文章出處:【微信號:羅德與施瓦茨中國,微信公眾號:羅德與施瓦茨中國】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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