Имитатор сигналов ГНСС Spirent GSS9000

Имитатор сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) модели GSS9000 фирмы Spirent Communications plc разработан для соответствия возросшим требованиям к точности и производительности такого рода устройств, используемых для научных исследований и разработок передовых навигационных решений.

Данная высококлассная модель генерирует все несущие, дальномерные коды и потоки данных, используемые в ГНСС GPS, ГЛОНАСС, Galileo и BеiDou, а также в региональных навигационных системах и системах функционального дополнения SBAS, QZSS, IRNSS и CAPS. Кроме того, выдаются данные и сообщения систем RTCM, GBAS/LAAS и A-GNSS.

Имитатор GSS9000 характеризуется превосходными рабочими характеристиками, большой гибкостью (для удовлетворения всевозможных потребностей в тестировании) и широким набором функциональных возможностей. Данный продукт обеспечивает полное управление всеми аспектами имитации сигналов ГНСС, повторяемость имитируемых сигналов и возможность добавления к ним систематических ошибок и различных помех, что невозможно при использовании реальных сигналов спутников ГНСС. GSS9000 состоит из управляющего компьютера, исполняющего ПО управления имитацией и генерации сценариев SimGEN, и конфигурируемого генератора радиосигналов, способного удовлетворить все потребности в тестировании средств спутниковой навигации. Возможно тестирование с использованием множества сигналов одной и той же или нескольких разных ГНСС.

Реализуемы различные конфигурации системы тестирования на базе GSS9000, включая поддерживающие множество антенн. Благодаря этому можно тестировать, например, антенны с управляемой диаграммой направленности и устойчивость навигационных решений к помехам.

Если для тестирования требуется больше сигналов и РЧ-выходов, чем может обеспечить одно шасси GSS9000, несколько таких шасси могут быть объединены в единый генератор, выдающий когерентные сигналы.

см. также

Полное управление имитацией

Исполняя сценарий имитации, приложение SimGEN в реальном масштабе времени инициирует требуемые потоки данных, которые управляют работой генератора радиосигналов и выводом информации на экран. При этом пользователь может, например, изменять уровни мощности спутниковых сигналов, вводить ошибки по псевдодальности, задавать многолучевое распространение этих сигналов (из-за их отражения), «включать» и «выключать» определенные спутники. Данные действия пользователя могут записываться в сценарный файл, что позволяет проанализировать их после тестирования или воспроизвести в последующих испытаниях. Для модификации действий пользователя в последующих испытаниях этот сценарный файл можно отредактировать.

Системные расширения и опции

Все чаще приемники и сенсоры ГНСС эксплуатируются не как отдельные устройства, а в составе интегрированных навигационных систем. Для тестирования этих систем в процессе их разработки или перед сдачей в эксплуатацию крайне важно, чтобы сигналы различных датчиков и другие сигналы, используемые в испытуемой навигационной системе, генерировались когерентно с сигналами ГНСС.

Имитатор GSS9000 может работать со всеми многочисленными опциями и системными расширениями, выпускаемыми фирмой Spirent. К ним относятся продукт SimINERTIAL, имитирующий работу инерциальных датчиков, и решение SimAUTO, выдающее сигналы датчиков счисления пути. Шум и помехи могут быть сгенерированы решением GSS7765. Для тестирования устойчивости приемника ГНСС к атакам с использованием ложных сигналов ГНСС (GNSS spoofing) предназначен продукт SimSAFE. При использовании любого системного расширения когерентность всех тестовых сигналов обеспечивается приложением SimGEN.

Возможности подключения

Будучи разработанным для использования в составе различных систем тестирования, имитатор GSS9000 имеет широкий набор аналоговых и цифровых интерфейсов. Наряду с маломощными РЧ-выходами (сигналы с этих выходов подаются на испытуемые устройства), в нем имеются мощные РЧ-выходы (для мониторинга) и вспомогательные (AUX) РЧ-входы (для добавления помех или дополнительных радиосигналов). К цифровым интерфейсам данного имитатора относятся интерфейсы IEE-488, Ethernet, SCRAMNet+, SCRAMNet GT и вход сигнала запуска имитации (trigger).

Основные характеристики

Передовой имитатор сигналов ГНСС, предназначенный для научных исследований и разработок в области спутниковой навигации, должен обладать превосходными рабочими характеристиками. Например, чтобы точно протестировать работу приемника ГНСС, имитируя его установку на высокоподвижном транспортном средстве, необходимы высокая скорость итерации имитаций (Simulation Iteration Rate, SIR), малая задержка, небольшой фазовый шум и высокая точность псевдодальности. Имитатор GSS9000 соответствует повышенным техническим требованиям. Ниже представлена информация о его основных рабочих характеристиках.

Генерируемые сигналы:

GPS: L1, L2, L5
Galileo: E1, E5ab, E6
ГЛОНАСС: L1, L2
BeiDou-2: B1, B2
SBAS: L1, L5
QZSS L1, L2, L5
IRNSS
CAPS

Доступны открытые и зашифрованные сигналы.
Simulation Iteration Rate (SIR): 10…1000 Гц (лучший в своем классе показатель).
Hardware Update Rate: 1000 Гц.
160 каналов плюс 640 встроенных многолучевых каналов на 10 независимых несущих в одном шасси.
Один или два маломощных РЧ-выхода (для подачи сымитированных сигналов ГНСС на испытуемые устройства) в шасси.
Уровень сигнала:

Диапазон регулировки уровня (разрешение 0,1 дБ): 60 дБ.
Абсолютная точность: ±0,5 дБ.
Повторяемость от запуска к запуску: ±0,1 дБ.

Точность сигнала:

Точность псевдодальности: 0,3 мм RMS.
Неопределенность псевдодальности из-за межканального смещения: 0 мм RMS.
Межканальное смещение: в пределах ±2 нс.

Качество сигнала:

Гармоники (макс.): -40 дБн.
Паразитные составляющие: менее -182 дБВт.
Фазовый шум (одна боковая полоса): не более 0,005 рад RMS.
Нестабильность частоты: ±5×10^-10 в сутки.

Динамика имитируемого движения с шестью степенями свободы:

Относительная скорость: 120 км/с.
Относительное ускорение: 192,6 км/с².
Относительный рывок: 890,4 км/с³.
Угловая скорость при плече рычага 1,5 м: более 15 рад/с.
Угловая скорость при плече рычага 0,5 м: более 60 рад/с.

Возможны различные конфигурации, реализуемые с помощью лицензионных ключей.
Возможность модернизации пользователями основных функций имитации сигналов ГНСС.
Реконфигурация параметров спутниковых группировок и сигналов в процессе работы (on-the-fly).
Адаптируемость ко всем известным новшествам в области ГНСС.

Возможности моделирования

Многолучевое распространение сигналов.
Диаграмма направленности антенны навигационного приемника.
Эффект плеча рычага.
Влияние ионосферы и тропосферы.
Дифференциальные поправки для GPS.
Ошибки по псевдодальности для тестирования RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring).
Intentional Satellite Clock Noise (ISCN).