璟晨实业:LabSat 系列怎么提升GNSS设备抗干扰能力
在全球导航卫星系统(GNSS)广泛应用的***,复杂多变的电磁环境对 GNSS 设备的抗干扰能力提出了更高要求。深圳市璟晨实业发展有限公司的 LabSat 系列 GNSS 模拟器,凭借其强大的功能和灵活的配置,成为提升 GNSS 设备抗干扰能力的得力工具。以下将结合不同实际应用场景,解析如何利用 LabSat 系列有效增强 GNSS 设备的抗干扰性能。
一、汽车自动驾驶场景:模拟复杂道路干扰,优化导航系统
在汽车自动驾驶领域,GNSS 设备的稳定运行至关重要。然而,城市道路中的电磁干扰、隧道内的信号遮挡、多车交汇时的信号反射等问题,都可能影响自动驾驶系统的定位精度和安全性。
LabSat 系列模拟器可通过多系统兼容功能,同时模拟 GPS、北斗、GLONASS 等卫星信号,结合实际道路场景,生成包含多路径干扰、窄带干扰、宽带干扰等多种干扰类型的复杂信号环境。例如,在模拟城市高楼林立的街道时,LabSat 可利用其多路径效应物理建模功能,精确计算反射信号的传播路径、时延和衰减,生成多达 5 条反射路径,真实还原卫星信号在建筑物间反射导致的多径干扰现象。
在测试过程中,工程师将自动驾驶系统与 LabSat 模拟器连接,通过调整模拟器参数,逐步增加干扰强度,观察 GNSS 设备的定位误差变化、信号捕获与跟踪能力。根据测试数据,分析干扰对设备性能的影响,针对性地优化抗干扰算法,如采用自适应天线调零技术抑制窄带干扰,利用卡尔曼滤波算法处理多路径干扰数据,从而提升自动驾驶系统在复杂道路环境下的抗干扰能力和定位准确性。
二、航空航天场景:模拟高空极端干扰,保障飞行安全
航空航天领域对 GNSS 设备的可靠性和抗干扰能力要求极高。高空环境中,GNSS 信号易受电离层闪烁、太阳耀斑等自然因素干扰,同时也面临人为干扰的潜在威胁。
LabSat 系列模拟器能够模拟高动态、弱信号的高空环境,精确复现电离层扰动对 GNSS 信号的影响。其高频采样率可达 60MHz,可捕捉到信号幅度和相位在电离层闪烁时的快速波动(典型变化率为 0.1 - 10Hz)。通过内置的动态场景实时仿真功能,采用卡尔曼滤波与扩展状态空间模型相结合的方法,实时计算飞行器运动参数(速度、加速度、姿态角)对信号的影响,模拟出超音速飞行器在 10g 加速度下的多普勒频移变化(比较大变化率约为 4.2kHz/s)。
在卫星导航系统测试中,工程师利用 LabSat 模拟器生成包含多种干扰的卫星信号,对航空航天 GNSS 设备进行长时间、**度的测试。通过分析设备在不同干扰场景下的信号捕获时间、定位精度、失锁概率等指标,评估设备的抗干扰性能。针对测试中发现的问题,优化设备的信号处理算法和硬件设计,增强设备在高空极端环境下的抗干扰能力,确保航空航天任务的顺利进行和飞行安全。
三、智能终端场景:模拟日常复杂干扰,提升用户体验
智能手机、智能手表等智能终端设备已成为人们日常生活中不可或缺的工具,其内置的 GNSS 模块的抗干扰能力直接影响用户的定位体验。在城市环境中,智能终端面临着来自基站、WiFi、蓝牙等设备的电磁干扰,以及建筑物遮挡导致的信号减弱和多径效应。
LabSat 系列模拟器可模拟智能终端在不同日常场景下可能遇到的干扰情况。例如,在模拟商场、地铁站等人员密集场所时,模拟器生成多种频率的电磁干扰信号,叠加在 GNSS 信号上,模拟实际环境中的信号干扰;在模拟室内环境时,通过调整信号强度和多路径参数,模拟信号穿透建筑物后的衰减和多径反射现象。
智能终端制造商将设备与 LabSat 模拟器连接,进行大量的测试实验。通过分析设备在不同干扰场景下的定位速度、定位精度、信号稳定性等指标,评估设备的抗干扰性能。根据测试结果,优化设备的软件算法,如改进信号搜索和跟踪算法,提高设备在弱信号和干扰环境下的信号捕获能力;优化硬件设计,增强设备的电磁屏蔽性能,减少外界干扰对 GNSS 信号的影响,从而提升智能终端在日常使用中的定位准确性和可靠性,为用户提供更好的使用体验。
四、通用测试流程与优化策略
(一)构建干扰场景
根据实际应用场景特点,利用 LabSat 系列模拟器的功能,如 SatGen 模拟软件创建自定义场景,设定特定的时间、日期、位置,模拟卫星运行轨迹和各种干扰类型(包括窄带干扰、宽带干扰、多径干扰、欺骗干扰等),构建逼真的干扰环境。
(二)性能测试
将 GNSS 设备与 LabSat 模拟器连接,按照设定的干扰场景进行测试。实时监测设备的各项性能指标,如信号强度、载噪比、定位误差、信号捕获时间、失锁时间等,记录测试数据。
(三)数据分析与算法优化
对测试数据进行深入分析,找出设备在不同干扰场景下的性能薄弱点。根据分析结果,针对性地优化 GNSS 设备的软件算法和硬件设计。例如,对于多径干扰问题,优化多径信号识别和抑制算法;对于电磁干扰问题,改进滤波算法和电磁屏蔽设计。
(四)重复测试验证
优化后的 GNSS 设备再次接入 LabSat 模拟器进行测试,验证优化效果。通过不断重复测试、分析和优化的过程,逐步提升 GNSS 设备的抗干扰能力,使其满足实际应用场景的需求。
LabSat 系列 GNSS 模拟器为不同实际应用场景下提升 GNSS 设备的抗干扰能力提供了***、有效的解决方案。无论是汽车自动驾驶、航空航天,还是智能终端等领域,通过合理利用 LabSat 系列模拟器的功能,构建真实的干扰场景进行测试和优化,能够***增强 GNSS 设备在复杂环境下的稳定性和可靠性,推动 GNSS 技术在各行业的广泛应用和持续发展。
深圳市璟晨实业发展有限公司始创建于2009年12月28日,正式成立于2019年11月20日,公司主要业务包括工业及科学类仪器仪表;工业测试实验室仪器及方案的研发和教育类仪器销售;医院智能康复系统的研究和开发;以及综合成像解决方案的研究和开收。
共用配套设备的研发和生产: 仪器仪表及GNSS卫星导航模拟信号源及测试系统的研发和销售,电视信号源及TV电视中心信号源测试系统的研发与销售。智能安防系统、相关设备;全球定位系统及相关配套产品;物联网应用推广。
合作单位:深圳比亚迪汽车电子有限公司,比亚迪股份有限公司,江苏中船集团、丰岛集团,深圳创维汽车电子有限公司,创维集团,康佳集团,厦门博泰汽车电子有限公司,重庆邮电大学,天津中标检测认证有限公司,南昌工程学院等。