如果您正在開發依賴GPS等衛星信號的任何設備,您一定需要確保它的性能可以滿足其既定任務的要求。但如何才能確定您已經做好準備,能夠在設備投放市場之前滿足真實世界的需求呢?您需要使用GPS信號發生器執行適當的測試。
由于缺乏實際的天空信號,實驗室測試便具備了極端的重要性,尤其是當某些衛星尚未發射之時。 衛星跟蹤將成為具備GPS能力的設備取得成功的關鍵。如果未能對這一方面開展正確的測試,您的設備剛一進入市場便可能以失敗收場。
GNSS/GPS模擬:一般原理GNSS即全球導航衛星系統,是提供全球覆蓋的衛星導航系統的標準名稱。該術語涵蓋了GPS、GLONASS、GALILEO、BEIDOU和其它區域衛星導航系統。
在GNSS出現之初,就有兩種可用于測試導航系統的替代方案:現場測試和實驗室模擬。今天,最佳慣例要求多數測試需在受控、可重復性的安全實驗室條件下執行。這樣不僅可以測試正常條件,還可以對極度惡劣的條件進行測試,包括測試性能的真實和理論極限。此外,這種做法還可以實現目前尚未推入使用或缺乏完整星群的接收機開發工作。
現實世界的真實天空測試存在巨大的缺陷,因為從本質上真實天空測試已經將受控測試排除在外。經過總結,與采用真實GNSS星群的真實天空測試相比,GNSS模擬器測試的優勢如下表所示:
1、采用實際GNSS星群的真實測試
2、對星群信號無控制
3、對環境條件的控制有限
4、總是在變化的條件導致測試無法重復
5、會遭受調頻和雷達等的意外干擾
6、多余的信號多徑和遮擋
7、無法使用GNSS星群錯誤執行測試
8、現場測試和車輛試驗成本高昂
9、受制于GNSS星群的可用信號
10、競爭者可以監視現場測試
11、采用GNSS模擬器的實驗室測試
12、可完全控制星群信號
13、可完全控制環境條件
14、完全可重復
15、無多余的干擾信號
16、無多余的信號效應
17、使用GNSS星群錯誤可輕松測試各類場景
18、實驗室中的測試成本效益更高
19、可測試現有和未來的GNSS信號
20、測試可以安全的在實驗室中執行
21、執行GPS模擬器測試
定義:定義階段是使用模擬器的控制軟件設定所需的測試參數。在此階段中,您需要:了解待測接收機的用途及其運行環境。
確定您需要執行的測試。了解如何將接收機連接至模擬器,以便保持適當的RF條件。
運行時:在運行時階段中,該場景將會運行,而模擬器硬件將產生所需的RF信號。在此階段中,您需要:
觀察被測接收機并對模擬器進行必要的操控。
GPS信號發生器的功能
可以為GPS接收機和依賴GPS的系統提供有效且高效的測試手段。GPS模擬器能夠為車輛和衛星運動、信號特征、大氣和其它效應建立模型,仿真出GPS接收機在運動平臺上的環境,使該接收機能夠根據測試場景的參數實際執行導航。GPS接收機處理模擬信號的方式與處理實際GPS衛星信號的方式完全相同。
與使用真實環境中的實際GPS信號相比,我們的GPS模擬器可以提供出色的測試替代方案。與真實天空測試不同的是,使用模擬器執行的測試可以為模擬衛星信號和模擬的環境條件施加完全的控制。利用GPS模擬器,測試人員可以輕松的生成并運行多種不同的測試場景,實現不同類型的測試,并且可以完全控制如下內容:
日期、時間和位置。模擬器可以生成任意位置和時間的GPS星群信號。全世界任意地點或太空中的場景,以及過去、現在和未來的時間,都可以接受測試,而且測試人員完全無需離開實驗室。
車輛運動。模擬器可以為包含GPS接收機的載具建立運動模型,例如飛機、船舶、航天器或地面車輛。包含載具動態的場景,涵蓋世界上任意地點不同的路線和軌跡,都可以接受測試,而且根本無需實際移動被測的設備。
環境條件。模擬器可為影響GPS接收機性能的效應建立模型,例如大氣條件、阻擋、多徑反射、天線特性和干擾信號等。這些效應的各種組合和不同水平也都可以在同樣的受控實驗室環境中得到測試。
為什么要使用GPS模擬器?
當您在考慮一種完全運營的GNSS系統時,例如GPS,您很容易會認為測試接收要時只需連接至一個適合的天線,將天線放在最近的窗口,或者車輛或建筑物的頂上就可以檢查接收機是否能夠使用接收到的GNSS信號來實現定位、跟蹤和導航。從某種程度上來說,這種想法是可以接受的。這種方法,即在本文中被稱為"真實天空"測試,確實可以驗證接收機的基本RF和處理線路是否具備基礎的工作能力。
然而,我們感興趣的是測試,而不僅僅是檢查是否能夠運行。因此,真實天空只適用于簡單的運行檢查,確認在存在真實的損傷時機是否能夠成功運行,但在產品的概念規劃、設計、開發、生產和集成生命周期中,我們卻無法依賴它來執行測試。使用真實世界中的信號確實是確認存在真實損傷或真實運行挑戰時接收機性能的最簡單方式。記錄與回放系統能夠為GNSS模擬器的能力提供補充,將真實世界環境完整的"豐富性"捕捉下來,并在實驗室中加以回放。
模擬器的優勢:通過使用衛星模擬器,衛星時鐘是不存在錯誤的,除非您希望它存在,而且無論是存在還是不存在,您都可以準確地了解它們并且在已知的時間予以實施。