罗德与施瓦茨针对全新车载卫星定位标准的测试解决方案

Part 01  全新车载定位标准技术背景

随着智能网联汽车和无人驾驶汽车的到来，根据中国汽车安全及保障公共道路上行驶车辆的相关法规考虑，从2020年开始，基于以下多方面调研，确定全新汽车定位标准GB/T 45086.1-2024的可行性。

首先是对于车载卫星定系统应用的分析。当时，车载卫星定位系统主要以多模单频为主，而双频接收机的安装情况相对较少。在技术路径上，现有系统缺乏对北斗三代的支持，这在一定程度上限制了其在高精度定位方面的应用。此外，车载卫星定位系统尚未形成统一的规范，特别是在定位/授时性能、抗干扰性能、车规要求及可靠性等方面，缺乏明确的行业标准和规范，这在一定程度上影响了系统的整体性能和安全性。

其次是针对车载卫星定位系统的标准现状调研，通过深入调研发现，当时标准存在两大方面的不足。一方面，通用类卫星导航标准缺乏针对汽车行业的特定要求，如安全性要求和车规级要求等。另一方面，功能类卫星导航标准同样存在不足，缺少对汽车行业所需的定位、授时、健壮性、安全性和前装车规要求的明确规范。这些标准的缺失，使得车载卫星定位系统在汽车行业的应用面临一定的挑战和不确定性。

最后在车载卫星定位系统芯片及模组市场方面，国内已构建起集芯片、模块、零部件终端的北斗产业链。随着技术的进步和市场的发展，支持北斗三代22纳米工艺射频基带一体化芯片已经进入量产阶段，性能得到了显著提升。到2022年，国内主流芯片厂家已完成支持北斗三代的双频车规级卫星定位芯片研发和生产。这些芯片的量产和应用，为车载卫星定位系统的升级和优化提供有力支持，推动其在智能网联汽车和无人驾驶汽车领域的广泛应用。

基于上述多方面的原因，相关部门从2020年开始着手开展中国车载定位系统技术要求及试验方法第1部分卫星导航标准（GB/T 45086.1-2024）的制定工作。

Part 02  全新车载定位标准规范需求

1 GB/T 45086.1-2024标准适用范围

车载定位系统技术要求及试验方法 第1部分：卫星定位标准（GB/T 45086.1-2024）的适用范围主要是针对汽车零部件，为零部件传导测试。卫星定位是获得绝对位置信息的重要途径，具有视觉、雷达等其他定位方式所不具有的绝对位置信息输出功能。GB/T 45086.1-2024标准历时4年时间，对于汽车行业来说，本标准推出的意义重大，主要体现在如下三个层面：

首先，本标准极大可能被未来车载事故紧急呼叫AECS所引用。中国的车载事故紧急呼叫系统AECS，作为中国与欧盟eCall及俄罗斯ERA-Glonass系统相对等的标准，旨在确保车辆发生事故时能迅速获得响应。该系统通过制定严格的定位系统标准测试，着重提升这些关键组件的可靠性和性能。展望未来，AECS标准极有可能全面或部分采纳此标准作为其基础框架，鉴于AECS紧急呼叫系统的强制性特征，GB/T 45086.1-2024标准将扮演至关重要的角色，为其实施提供坚实支撑。

其次，本标准旨在提升车辆安全性与定位精确度。加速推进L3级及更高级别自动驾驶汽车的商业化应用，并进一步完善智能网联汽车生产企业及其产品的准入管理体系。

最后，本标准不仅深刻影响着中国汽车生态系统，更将对全球汽车行业产生广泛而深远的影响。一旦实施，它将成为未来汽车在华销售不可或缺的基本准则，影响全球汽车品牌及其供应链体系。优先开发并符合这项车载定位国家标准的厂商，将在激烈的市场竞争中占据先发优势，赢得商业机遇。

2 GB/T 45086.1-2024标准测试需求

车载定位系统技术要求及试验方法 第1部分：卫星定位（GB/T 45086.1-2024）标准主要规定了接收机的性能要求和试验方法两大部分，测试项目总共包括46个测试用例，

主要分为如下四大部分：

❖功能试验（总共6个测试用例）：包括输出和模式两大部分，重点验证车载卫星定位系统是否具备北斗独立、北斗优先、北斗单模和北斗单模切换等功能；

❖性能试验（总共28个测试用例）：包括多模信号试验和北斗信号试验，主要验证车载卫星定位系统定位精度、定位时间、灵敏度和授时性能指标。;

❖健壮性试验（总共11个测试用例）：包括多模信号和北斗信号试验，验证接收机是否具备处理卫星导航系统特殊事件的能力；

❖ 射频信号协调试验（1个测试用例）：主要是在施加AWGN的基础上，验证接收机CN0变化不应超过1dB-Hz。

表1 GB/T 45086.1-2024标准测试用例

Part 03  全新车载定位标准GB/T 45086.1-2024测试解决方案

1 GB/T 45086.1-2024标准测试挑战

标准要求车载定位系统接收机支持四模且北斗至少双频，而且还需支持北斗独立、北斗优先和北斗单模的能力。同时，测试设备还需满足高斯白噪声AWGN附录G标准，且带外抑制需达到62dB以上。此外，该标准还规定了授时性能测试，要求具备使用示波器完成接收机1PPS和导航模拟器1PPS测试的能力；并强调了健壮性测试，即接收机需具备应对卫星导航系统特殊事件的处理能力。

图2 GB/T 45086.1-2024附录G对AWGN要求

2 罗德与施瓦茨测试解决方案

01 GB/T 45086.1-2024测试方案框图  

罗德与施瓦茨发布了针对全新汽车卫星定位系统GB/T 45086.1-2024标准的测试解决方案，助力助行业按照新标准执行车辆测试和质量认证。其测试方案框图如图3所示，该解决方案可全自动完成GB/T 45086.1-2024标准要求的功能试验、性能试验、健壮性试验和射频信号协调试验相关的测试用例。

图3 GB/T 45086.1-2024标准测试方案（DUT不具备1PPS输出，可测UTC指标）

基于标准要求，授时性能测试，根据车载卫星定位系统是否具备1PPS来采取不同的测试方法。标准要求，如果车载卫星定位系统不具备1PPS，那么就要测试UTC性能，其测试方法如上面框图即可完成。如果具备1PPS输出，那么就需要测试1PPS性能指标，其测试方法如下图所示：

图4 GB/T 45086.1-2024标准测试方案（DUT具备1PPS输出，则测1PPS指标）

02 GB/T 45086.1-2024测试方案说明   

罗德与施瓦茨提供整套测试解决方案，说明如下：

R&SSMBV100B：高精度卫星导航模拟器，可单台仪表实现多模多频卫星导航系统信号和高斯白噪声AWGN信号同时产生，完全满足GB/T 45086.1-2024标准法规需求；

R&SNGC/NGA or其他电源：程控电源，用于标准冷启动场景所要求的上电和下电过程；

R&SRTM3000：高精度示波器，用于测试车载卫星定位系统输出的1PPS上升沿与卫星信号模拟器R&SSMBV100B输出1PPS上升沿的时间差；

R&SCMWrun：自动化测试软件，罗德与施瓦茨最新的R&SSMBV100B-K364选件能全覆盖所有测试用例。

原子钟：标准要求提供10MHz输出能力，频率稳定性优于2×10-11 ；

LNA：基于车辆实际安装情况决定是否使用，如使用，需要提供增益、噪声系数和带宽等参数；

ATT：基本标准要求的灵敏度测试需求，这里的ATT建议采用30dB ~ 40dB左右；

03 R&S测试方案长期价值

罗德与施瓦茨提供基于GB/T 45086.1-2024标准的全套测试解决方案，测试架构简单，无需第三方产品。该测试解决方案不仅可以完全满足车载卫星定位系统国家标准，而且还具备广泛的灵活性，便于用户开展更多的测试业务。该方案的长期价值体现包括：

✓ 升级中国未来的车载事故紧急呼叫（AECS）标准

GB/T 45086.1-2024标准极大可能会是未来中国车载事故紧急呼叫（AECS）的基础标准，而罗德与施瓦茨作为业界领先的测试解决方案提供商，其产品已经过欧盟CETECOM及俄罗斯联邦Rosstandart的权威认证。目前，其SMBV100B已符合GB/T 45086.1-2024标准，未来用户仅需通过综测仪CMX500即可无缝过渡到中国AECS紧急呼叫标准，极大地降低用户的投资成本。此外，该测试方案还具备升级能力，可支持车联网C-V2X、高精度定位RTK以及车辆智能座舱中的蜂窝与非蜂窝等多种测试需求，一套方案几乎涵盖汽车智能网联所有相关应用方案。

图5 罗德与施瓦茨提供业界领先的紧急呼叫系统测试解决方案

✓ 多种不同数据更新率选择，满足用户更高精度需求

GB/T 45086.1-2024标准要求数据更新率最小1Hz，但是R&SSMBV100B-K364方案更灵活，支持1Hz ~ 10Hz更新率自动化测试，用户可根据需求自行选择。

✓ 灵活的GNSS模式和频段选择，满足用户自定义测试

虽然GB/T 450861-2024标准要求四模+北斗双频，但是罗德与施瓦茨这套方案设计更灵活，除了四模双频外，用户也可以自定义各种卫星模式和卫星频段。例如，单测GPS L1+L5、单测GPS + Galileo等。

✓ 优异的AWGN性能，单台仪表完成GB/T 45086.1-2024标准测试，降本增效

GB/T 45086.1-2024标准要求AWGN满足附录G需求，由于SMBV100B是通用信号源平台，因此，AWGN可完美匹配标准要求，并可通过频谱仪进行验证；K364支持AWGN测试，SMBV100B可单台完成GNSS+AWGN测试。

✓ 广泛的产品线，提供整套测试解决方案

GB/T 45086.1-2024标准对于“授时精度”测试，包括UTC或1PPS测试；配合罗德自身示波器产品RTM3000即可完成1PPS时间精度自动化测试。

✓ GNSS GB/T标准要求冷启动方式做断电和上电工作

K364方案支持采用R&S电源进行自动化断电和上电动作；K364也支持控制第三方电源进行自动化断电和上电动作（注：需断电和上电指令）；K364支持自定义冷启动场景，如：人为定位仿真时间和地点，但必须满足相应条件。与最终测试时间，必须提前2周以上。与最终测试地点相比，大于1000公里，小于10000公里。

✓ 对接收机DUT的控制方式

K364是基于场景开发，无需任何控制指令；如果需要输入控制指令，亦可通过CMWrun输入DUT控制指令完成测试。

Part 04  车载卫星定位系统标准EMC测试方案

车载卫星定位系统以GB/T 28046.1—2011定义的工作模式进行，按照GB/T 18655—2018中对应章节的方法进行试验。同时，也可以参考团标T/CCSA 238.1-2018规范的要求，标准规定了支持GNSS移动通信终端的电磁兼容（EMC）性要求，包括试验条件、限值、性能判据和测试方法等。基于法规要求，罗德与施瓦茨公司实现了GB/T 45086.1-2024B电磁兼容EMC测试方案，其方案如下：

图6 GB/T 45086.1-2024标准EMC测试方案框图

罗德与施瓦茨基于在EMC领域有着广泛的市场、深厚的技术和丰富的经验，完成了车载卫星定位系统接收机的EMC测试方案，包括对于导航定位系统的骚扰和抗扰度的测试，所需设备包括：

✦ R&SSMBV100B：卫星导航模拟器，用于和车载定位系统建立导航卫星连接；

✦ R&SSMB100B/A+BBA：用于抗扰度EMS测试；

✦ R&SESR/FSX：用于辐射骚扰和传导骚扰EMI测试；

✦ R&SELEKTRA：强大的EMC测试软件，可以自动化完成测试，测试过程中，需要将接收机的串口数据通过串口线连接至测试软件；

结语

本文主要介绍了GB/T 45086.1-2024标准产生的背景、标准的测试需求、罗德与施瓦茨提供的测试解决方案及GB/T 45086.1-2024标准EMC测试。罗德与施瓦茨的导航模拟器SMBV100B可以非常方便地通过单台仪表完成GB/T 45086.1-2024规范测试，同时，作为灵活的矢量信号源，SMBV100B还支持其他信号制式（蜂窝、非蜂窝、航电和任意波形发生器等）和标准测试。

罗德与施瓦茨的专业技术能力和卫星导航模拟器产品的专业性能助力这项汽车卫星定位国家标准（GB/T 45086.1-2024）的制定和发布。罗德与施瓦茨公司的测试方案可支持对车载卫星定位系统性能开展质量认证测试。目前，该方案已服务于主流的芯片、零部件厂商、整车厂和检测机构。未来亦可平滑过渡到中国车载事故紧急呼叫AECS标准的相关测试，为用户创造更多长期价值。

罗德与施瓦茨业务涵盖测试测量、技术系统、网络与网络安全，致力于打造一个更加安全、互联的世界。 成立90 年来，罗德与施瓦茨作为全球科技集团，通过发展尖端技术，不断突破技术界限。公司领先的产品和解决方案赋能众多行业客户，助其获得数字技术领导力。罗德与施瓦茨总部位于德国慕尼黑，作为一家私有企业，公司在全球范围内独立、长期、可持续地开展业务。