聞志國(guó) 陳 影 龐振江 杜 君 賈 強(qiáng)

（1.國(guó)網(wǎng)信通集團(tuán)北京智芯微電子科技有限公司，北京 100192；2.國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020）

1引言

自2009年5月國(guó)家電網(wǎng)公司提出“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”至今已過(guò)去8年多，期間隨著各種先進(jìn)技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，更加快了“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的發(fā)展。目前已形成了完整的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃體系，開(kāi)展了智能電網(wǎng)工程項(xiàng)目試驗(yàn)及領(lǐng)先的試驗(yàn)研究體系，實(shí)現(xiàn)了大多關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備的創(chuàng)新突破。而作為中國(guó)自主的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)同樣是新時(shí)代“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”需求中不可或缺的一部分。國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)國(guó)家衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃的通知（國(guó)辦發(fā)〔2013〕97號(hào)）提出，要加強(qiáng)與推進(jìn)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)在能源（電力）、通信、金融、公安等重要領(lǐng)域的應(yīng)用。電力行業(yè)作為國(guó)家的重要能源與支柱型產(chǎn)業(yè)，義不容辭的加快開(kāi)展北斗系統(tǒng)在電力行業(yè)的具體應(yīng)用研究。

當(dāng)前，智能電網(wǎng)建設(shè)在自動(dòng)化時(shí)間同步、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、設(shè)備人員資產(chǎn)位置管理等方面仍存在諸多問(wèn)題，例如盲區(qū)采集單一、授時(shí)保障偏低、設(shè)備無(wú)法完全安全定位與跟蹤等，已成為我國(guó)智能電網(wǎng)信息化建設(shè)的瓶頸之一，迫切需要引入具有國(guó)產(chǎn)化的精準(zhǔn)定位、精確授時(shí)和無(wú)障礙通信功能的高品質(zhì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為支撐。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為我國(guó)自主研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，具有快速定位、短報(bào)文通信和精密授時(shí)三大功能，在電力行業(yè)的應(yīng)用方向如用電信息采集、系統(tǒng)授時(shí)、電網(wǎng)資源位置信息獲取、現(xiàn)場(chǎng)踏勘、輸變環(huán)節(jié)巡檢、電網(wǎng)故障搶修、電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視、防災(zāi)減災(zāi)、統(tǒng)一車(chē)輛管理等。通過(guò)在電力環(huán)境中實(shí)現(xiàn)北斗技術(shù)的應(yīng)用，加速?lài)?guó)產(chǎn)北斗技術(shù)的實(shí)用化落地。

2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)北斗系統(tǒng)）是中國(guó)著眼于國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是為全球用戶(hù)提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)的國(guó)家重要空間基礎(chǔ)設(shè)施，而現(xiàn)階段應(yīng)用最廣的就是北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶(hù)段三部分組成，其定位是通過(guò)四星定位原理來(lái)實(shí)現(xiàn)接收機(jī)位置的確定。在某一固定時(shí)間，地球上某一點(diǎn)可以觀測(cè)到至少四顆衛(wèi)星，如圖1所示。通過(guò)測(cè)算衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)與接收機(jī)接收到信號(hào)的時(shí)間差，再根據(jù)電磁波的傳播速度計(jì)算得到衛(wèi)星與北斗接收機(jī)之間的距離，然后通過(guò)距離公式就可以聯(lián)立方程組確定接收機(jī)的位置信息，再與地圖進(jìn)行對(duì)應(yīng)后得到用戶(hù)位置和高程信息［1］。定位導(dǎo)航衛(wèi)星通過(guò)采用偽隨機(jī)擴(kuò)頻序列調(diào)制信號(hào)，使用高速擴(kuò)頻碼提高衛(wèi)星與接收機(jī)之間距離的計(jì)算準(zhǔn)確度［2］。

在一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)景下，為了提高衛(wèi)星定位導(dǎo)航的精度一般采用差分定位方法，通過(guò)建立地面基準(zhǔn)站進(jìn)行實(shí)時(shí)接收信號(hào)，然后與自身的已知位置信息進(jìn)行對(duì)比，得到當(dāng)時(shí)當(dāng)刻的修正值，然后將這個(gè)修正值對(duì)外發(fā)布，一定范圍內(nèi)的接收機(jī)可以根據(jù)此修正值來(lái)完成自身接收信號(hào)的修正，消除絕大多數(shù)的誤差信息，最終得到一個(gè)比較準(zhǔn)確的位置信息［3］，利用差分定位技術(shù)，定位精度可提高到厘米級(jí)。當(dāng)然，北斗定位性能除了與自身系統(tǒng)的空間段、地面站有關(guān)外，還與北斗系統(tǒng)用戶(hù)端的終端模塊息息相關(guān)。

3 電力終端北斗定位導(dǎo)航模塊設(shè)計(jì)

北斗定位導(dǎo)航模塊主體就是北斗信號(hào)接收機(jī)，其任務(wù)是能夠捕獲到一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行，獲得必要的導(dǎo)航和定位信息及觀測(cè)量，對(duì)所接收的北斗信號(hào)進(jìn)行變換、放大和處理，解析出北斗衛(wèi)星所發(fā)的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)計(jì)算出測(cè)站的三維位置、速度和時(shí)間。電力終端北斗定位導(dǎo)航模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)電力終端北斗模塊），主要服務(wù)于電力行業(yè)，適用于電力行業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景，滿(mǎn)足電力行業(yè)的應(yīng)用需求。

本研究的電力終端北斗模塊按功能可劃分為模擬接收、數(shù)字處理、管理與外設(shè)接口三個(gè)部分，其框圖如圖2所示。

3.1 模擬接收

此部分為北斗接收機(jī)的模擬電路部分，主要由射頻器件構(gòu)成，如天線、低噪聲放大器、下變頻器、頻率合成器、帶通濾波器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器等，如圖3所示。主要工作過(guò)程：把天線收到的微弱射頻信號(hào)進(jìn)行低噪放大使信號(hào)功率滿(mǎn)足后級(jí)數(shù)字信號(hào)處理的要求，同時(shí)降低接收鏈路的噪聲系數(shù)，然后經(jīng)過(guò)濾波處理，選出所需頻率，濾除鏡像頻率、帶外雜散及噪聲；然后再對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行下變頻搬移；最后通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器生成數(shù)字信號(hào)并送入數(shù)字處理電路。

設(shè)計(jì)中，本部分電路由所選北斗芯片的模擬前端和外擴(kuò)的射頻前端構(gòu)成，共同完成空中北斗信號(hào)的接收、處理并形成數(shù)字信號(hào)。

3.2 數(shù)字信號(hào)處理

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)的數(shù)字信號(hào)處理包括三部分：捕獲，跟蹤和位置、速度、時(shí)間（Position Velocity Time，PVT）解算。

本研究的基帶信號(hào)處理部分采用數(shù)字通道的架構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)如圖4所示，包含信號(hào)捕獲、環(huán)路跟蹤及導(dǎo)航信息提取。

接收機(jī)進(jìn)行PVT解算的首要步驟是信號(hào)捕獲，信號(hào)捕獲是一個(gè)利用PNR碼的相關(guān)特性，進(jìn)行二維搜索的過(guò)程。捕獲算法大致可分為基于時(shí)域相關(guān)的方法和基于頻域快速傅里葉變換（Fast Fourier Transform，F(xiàn)FT）的方法兩大類(lèi)［4，5］。捕獲目的是獲得空間中可見(jiàn)衛(wèi)星的多普勒頻偏和碼相位的粗略估計(jì)值，實(shí)質(zhì)就是將接收信號(hào)與本地信號(hào)副本進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，然后通過(guò)檢測(cè)相關(guān)輸出中峰值是否超過(guò)先前設(shè)定的閾值判斷是否捕獲成功，若超過(guò)閾值則成功捕獲到衛(wèi)星信號(hào)，與此同時(shí)就得到衛(wèi)星的相關(guān)信息。相反若沒(méi)有超過(guò)閾值則進(jìn)行下一顆衛(wèi)星的捕獲，直到搜索完所有的衛(wèi)星。擴(kuò)頻碼相關(guān)性能則是從根本上決定捕獲過(guò)程的關(guān)鍵因素。

環(huán)路跟蹤的主要目的是進(jìn)一步細(xì)化碼相位和頻率的粗捕獲值，以使用戶(hù)粗略的得知接收信號(hào)多普勒頻偏和碼相位達(dá)到進(jìn)入信號(hào)跟蹤狀態(tài)，同時(shí)隨著時(shí)間的變化對(duì)信號(hào)的這些屬性保持跟蹤，跟蹤的精度將直接影響到后面?zhèn)尉嗟挠?jì)算以及用戶(hù)定位的精度［6］。環(huán)路跟蹤包含兩部分內(nèi)容：碼跟蹤和載波頻率/相位跟蹤。碼跟蹤環(huán)路通常采用延遲鎖定環(huán)（Delay Lock Loop，DLL）的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)；載波頻率/相位環(huán)路跟蹤則通過(guò)跟蹤信號(hào)的相位或者跟蹤頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)，保持載波相位的同步。

當(dāng)信號(hào)被正確跟蹤后，PRN碼和載波從接收信號(hào)中被剝?nèi)ィ瑑H留下導(dǎo)航數(shù)據(jù)，從中可以提取出衛(wèi)星星歷信息［7］。這一過(guò)程涉及到的算法主要有導(dǎo)航數(shù)據(jù)的比特位同步以及數(shù)據(jù)幀同步算法［8］。

接收機(jī)最終的任務(wù)是計(jì)算出用戶(hù)的位置、速度及標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息。用戶(hù)的位置通過(guò)偽距以及從星歷數(shù)據(jù)中得到的衛(wèi)星位置信息來(lái)計(jì)算得到。

本設(shè)計(jì)中數(shù)字信號(hào)處理部分選擇了一款國(guó)產(chǎn)的SOC北斗芯片AT6558來(lái)完成，此芯片集成了片上射頻前端和數(shù)字基帶處理器，支持BDS/GPS/GLONASS多系統(tǒng)聯(lián)合定位和單系統(tǒng)獨(dú)立定位，支持A-GNSS、QZSS和SBAS，同時(shí)芯片具有高接收靈敏度，功耗電流?。?0mA），40管腳QFN封裝，尺寸5mm×5mm×0.8mm，接口豐富等特征，為模塊的低功耗、小型化設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

3.3 管理與外設(shè)接口

本部分除了承擔(dān)導(dǎo)航信息解算外，主要是北斗接收機(jī)的管理功能，包括主備用電源管理、時(shí)鐘管理、模式管理、控制管理等。電源和工作模式管理可以很好的降低功耗，同時(shí)保障接收機(jī)性能的穩(wěn)定，時(shí)鐘管理可以提高定位精度和授時(shí)精度。另外本研究是面向電力行業(yè)而設(shè)計(jì)，而電力行業(yè)的發(fā)、輸、變、配、用五個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)備種類(lèi)多外設(shè)接口復(fù)雜，因此在研究中充分考慮到這一點(diǎn)，預(yù)留了多種外設(shè)接口，如SPI、UART、I2C、GPIO，可根據(jù)實(shí)際情況靈活選用。

UART包含兩個(gè)獨(dú)立的全雙工UART模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在串行和并行之間的轉(zhuǎn)換，波特率最大支持256000bps，并且具有自動(dòng)波特率檢測(cè)功能。每個(gè)UART具有獨(dú)立的發(fā)送FIFO和接收FIFO，深度均為32字節(jié)。

SPI包含一個(gè)SPI主設(shè)備接口和一個(gè)SPI從設(shè)備接口。SPI主設(shè)備接口，用于連接SPI接口的器件，比如MEMS傳感器、FLASH等。SPI從設(shè)備接口可作為與外部應(yīng)用處理器的數(shù)據(jù)接口，外部應(yīng)用處理器通過(guò)SPI接口獲取芯片的定位信息。相比UART而言，SPI的數(shù)據(jù)傳輸速度有顯著的提升。

I2C接口為主設(shè)備接口，可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)傳輸（100Kbps）和快速傳輸（400Kbps）。支持7bit地址或者10bit地址模式。接收和發(fā)送均含有4字節(jié)深度FIFO，并且可配置為DMA工作模式。

4 靈敏度提升和低功耗設(shè)計(jì)

4.1 高靈敏度設(shè)計(jì)

在復(fù)雜的無(wú)線環(huán)境下，北斗信號(hào)明顯偏弱，信噪比較低，而電力行業(yè)發(fā)、輸、變、配、用五個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用環(huán)境又各不相同，比如輸、配電很多覆蓋到山林、溝壑中，比如用采的大多設(shè)備都在室內(nèi)等，這些環(huán)境因素會(huì)導(dǎo)致北斗信號(hào)強(qiáng)度變的更弱，要想北斗接收機(jī)正確解調(diào)出有用的衛(wèi)星信號(hào)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位，就必須提高北斗模塊的接收能力，而接收靈敏度是最為關(guān)鍵的指標(biāo)。

本設(shè)計(jì)通過(guò)外圍電路的補(bǔ)充設(shè)計(jì)來(lái)提高北斗模塊的接收靈敏度。首先通過(guò)降低接收端信號(hào)噪聲系數(shù)、提高接收鏈路的增益來(lái)提高模塊的靈敏度，然后通過(guò)濾波器技術(shù)對(duì)帶外干擾信號(hào)進(jìn)行抑制來(lái)提高模塊的抗干擾性和接收機(jī)的選擇性。同理，增益G=10×log10g

式中：F1——接收鏈路第一級(jí)LNA的噪聲；g1——第一級(jí)增益。

式（1）中，單位非dB，而換算成dB為 NF=10×

按照接收靈敏度理論公式“接收靈敏度=-174+NF+10lgB+10lgSNR（NF噪聲系數(shù)、B信號(hào)帶寬、SNR解調(diào)信噪比）”，接收機(jī)靈敏度與接收鏈路的噪聲系數(shù)N、信號(hào)帶寬B、解調(diào)信噪比SNR等有關(guān)，其N(xiāo)F越小，B越窄，SNR越低，接收靈敏度越高。本模塊的接收信號(hào)頻點(diǎn)為BD2 B1-1561.098MHz，信號(hào)帶寬采用BD2 B1-1.092MHz都已確定；解調(diào)信噪比SNR由所選的北斗芯片基帶電路決定，也已固定，因此能夠改變的就是接收機(jī)的鏈路噪聲系數(shù)NF，只能調(diào)整接收機(jī)鏈路整體噪聲系數(shù)NF來(lái)優(yōu)化接收機(jī)的接收靈敏度。

在接收機(jī)鏈路預(yù)算中，噪聲級(jí)聯(lián)計(jì)算如式（1）：，故系統(tǒng)級(jí)聯(lián)的噪聲系數(shù)計(jì)算如式（2）：

式中：所有單位為dB。

由此得出接收靈敏度的推導(dǎo)如式（3）：

從以上推導(dǎo)公式分析得出，在信號(hào)帶寬B和解調(diào)信噪比SNR固定的情況下，通過(guò)改變接收鏈路中各級(jí)的噪聲系數(shù)和增益可提高北斗接收機(jī)的接收靈敏度，即NF越小接收靈敏度越高，接收機(jī)鏈路增益越大接收靈敏度越高，尤其是鏈路的第一級(jí)器件影響最為關(guān)鍵。

由此理論支撐，設(shè)計(jì)中，在接收鏈路的射頻前端增加了第一級(jí)低噪聲放大器LNA，因?yàn)長(zhǎng)NA是小信號(hào)放大器，且自身噪聲系數(shù)很低，符合以上分析的需求。綜合考量后最終選擇了MAXIM的一款LNA MAX2659，該款芯片工作在衛(wèi)星導(dǎo)航頻段，放大增益20.5dB，噪聲系數(shù)為0.8dB，詳細(xì)性能曲線如圖5所示，該芯片極低的噪聲系數(shù)作為北斗接收機(jī)的第一級(jí)放大器，從根本上改善了整個(gè)鏈路的NF，適中的20.5dB放大增益既不會(huì)引起電路的自激還能最大限度的提高了接收鏈路信號(hào)的放大倍數(shù)，以此提高了接收機(jī)的接收靈敏度。

為了提高接收機(jī)的抗干擾能力和帶外雜散的抑制能力，在第一級(jí)放大器LNA之后增加了一款EPCOS的SAW濾波器，其型號(hào)是B39162B，這款濾波器具有優(yōu)良的頻率溫度性、高純凈頻譜和低相位噪聲，選擇性好，插入損耗相對(duì)較低（0.9dB），帶外抑制也較好，能夠有效過(guò)濾掉天線接收的帶外雜散，且尺寸小。性能曲線如圖6所示。

另外，增加濾波器有利于改善射頻鏈路的阻抗匹配，再通過(guò)∏匹配網(wǎng)絡(luò)和離散的高頻阻容器件聯(lián)合優(yōu)化鏈路的阻抗匹配，通過(guò)前級(jí)阻抗匹配仿真和后期板卡電路調(diào)試后，通過(guò)安捷倫的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀實(shí)測(cè)，本設(shè)計(jì)的北斗模塊的阻抗駐波比為1.45，Smith圓圖和駐波比曲線圖如圖7所示，其值用在天線接口還是比較理想的。

通過(guò)增加北斗接收鏈路第一級(jí)低噪聲放大和帶外濾波，根據(jù)推導(dǎo)公式，進(jìn)行北斗接收機(jī)總體鏈路預(yù)算后，接收鏈路的總增益增加了19.6dB，鏈路噪聲系數(shù)可以鎖定在（0.8～1）dB范圍，天線口阻抗駐波比1.45。從分析的數(shù)據(jù)看出，通過(guò)以上三種技術(shù)手段很明顯的提高了原有接收鏈路的接收靈敏度，為推廣此模塊在電力終端應(yīng)用奠定了一定的基礎(chǔ)。

4.2 低功耗設(shè)計(jì)

功耗是一個(gè)終端商用模塊非常關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)，如果功耗過(guò)高，會(huì)大幅增加電網(wǎng)負(fù)荷及線損，同時(shí)又會(huì)降低電力終端整機(jī)待機(jī)時(shí)間，大大降低了產(chǎn)品使用性能。要想進(jìn)行后期產(chǎn)業(yè)化推廣，就必須把控模塊的低功耗設(shè)計(jì)。在模塊方案設(shè)計(jì)中，采用了一些技術(shù)手段來(lái)有效降低功耗，同時(shí)縮小了模塊的整體尺寸。

1）多種工作模式，如正常工作模式、休眠（standby）模式、睡眠（sleep）模式、power down模式，優(yōu)化各種工作模式下的工作電流；

2）數(shù)字化實(shí)現(xiàn)射頻控制、校正，將射頻電路必需的校正控制電路搬遷到數(shù)字域進(jìn)行處理，能夠減少射頻、模擬模塊，從而大大降低射頻系統(tǒng)的復(fù)雜性和功耗；

3）通過(guò)復(fù)用射頻和模擬功能模塊，選用集成度高的SOC芯片，以減小模塊數(shù)量；

4）芯片內(nèi)置低功耗時(shí)鐘管理，客戶(hù)可根據(jù)工作需要靈活選擇工作主頻，給客戶(hù)更多的低功耗設(shè)計(jì)選擇；

5）在選擇器件時(shí)，優(yōu)先選取低功耗小封裝的器件，如阻容器件的0402封裝。

根據(jù)上述諸多手段，北斗模塊的實(shí)際功耗電流見(jiàn)表1。模塊實(shí)際設(shè)計(jì)的尺寸為16.0mm×12.2mm×2.3mm，如圖8所示。

表1 實(shí)驗(yàn)室實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

5 北斗模塊實(shí)物及測(cè)試

5.1 模塊實(shí)物

基于以上的原理分析和各功能模塊的設(shè)計(jì)，本研究已經(jīng)試產(chǎn)了10塊電力終端北斗定位導(dǎo)航模塊，其實(shí)物如圖9所示，實(shí)際尺寸比一元硬幣還小一些，并采用SMT封裝，方便焊接到任何電力終端的主板上，包括手持終端、車(chē)載終端等小型電力終端中。北斗測(cè)試底板實(shí)物如圖10所示，本著測(cè)試方便的原則，此板卡留有SMA射頻天線接口，金針測(cè)試夾具，通信串口，電源開(kāi)關(guān)和撥碼開(kāi)關(guān)等設(shè)計(jì)。

5.2 實(shí)際測(cè)試

為了驗(yàn)證本設(shè)計(jì)的電力終端北斗模塊的定位性能，做了兩部分實(shí)驗(yàn)，分別為實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和外場(chǎng)測(cè)試。

在杭州創(chuàng)新大廈實(shí)驗(yàn)室，選用國(guó)產(chǎn)GNSS模擬源HWA-GNSS-8000作為北斗信號(hào)源，選用第三方衛(wèi)星導(dǎo)航模塊數(shù)據(jù)處理軟件V1.0.0.6進(jìn)行數(shù)據(jù)解析和結(jié)果顯示。實(shí)際測(cè)試平臺(tái)如圖11所示，5V供電，北斗模塊通過(guò)測(cè)試夾具連接到測(cè)試底板上，底板通過(guò)SMA、射頻電纜、功分器連接到北斗模擬源上，底板通過(guò)串口連接到PC機(jī)及衛(wèi)星導(dǎo)航模塊數(shù)據(jù)處理軟件V1.0.0.6上。測(cè)試時(shí)通過(guò)解析軟件分析出北斗信號(hào)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)信息。

北斗模塊單模實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)解析截屏如圖12所示，圖中被測(cè)地所處的經(jīng)度為E 119°59.9997’，緯度為N 29°59.9998’，此點(diǎn)正處于杭州經(jīng)緯度（E 120°，N 30°）范圍內(nèi)，被測(cè)模塊單北斗模式下可捕獲11顆北

斗衛(wèi)星，SNR 40dB，以中心值取平均的定位精度是0.64m。本次實(shí)驗(yàn)共計(jì)測(cè)試了7塊北斗模塊，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)參見(jiàn)表1。

外場(chǎng)測(cè)試北斗與GPS雙模定位，地點(diǎn)在北京中關(guān)村科技園樓頂，被測(cè)模塊接收北斗GPS衛(wèi)星信號(hào)，選用衛(wèi)星導(dǎo)航模塊數(shù)據(jù)處理軟件V1.0.0.6進(jìn)行數(shù)據(jù)解析和結(jié)果顯示，測(cè)試平臺(tái)與圖11類(lèi)似，把圖11中與SMA相連的模擬信號(hào)源及雙工器去掉，然后接上北斗天線即可進(jìn)行外場(chǎng)測(cè)試。外場(chǎng)測(cè)試某一北斗模塊的測(cè)試數(shù)據(jù)如圖13所示。

圖13中，左邊第一欄為基本信息欄，顯示所解析出的時(shí)間、海拔、經(jīng)緯度、衛(wèi)星數(shù)等信息；第二欄為每次解析點(diǎn)的位置變化，即北斗/GPS雙模定位精度；第三欄是本次測(cè)試接收到的衛(wèi)星數(shù)，紅色球代表北斗星，共捕捉到8顆，綠色球代表GPS星，共捕捉到9顆。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

從表2不難看出，本次面向電力終端設(shè)計(jì)的北斗模塊具有良好的定位功能，而小型化和低功耗設(shè)計(jì)符合國(guó)家電網(wǎng)節(jié)能環(huán)保的行業(yè)要求，接收靈敏度明顯優(yōu)于其他行業(yè)通用定位模塊的性能。

表2 外場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

6 結(jié)束語(yǔ)

目前北斗相關(guān)技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用尚屬技術(shù)儲(chǔ)備階段，暫無(wú)大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用，相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也待制定和完善。本次研究面對(duì)電力行業(yè)終端引入北斗技術(shù)，也是一種“北斗+智能電網(wǎng)”的技術(shù)融合與提升，既有利于電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，又促進(jìn)了北斗產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，在生產(chǎn)和管理方面都有廣闊的應(yīng)用前景。

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