一文读懂GNSS6900:从卫星信号模拟到工业测试的全流程解
GNSS6900 是一款卫星导航信号模拟器。它可模拟产生不同环境下导航接收机收到的卫星信号,广泛应用于卫星导航相关的研发与测试领域。以下是从卫星信号模拟到工业测试的全流程解析:
卫星信号模拟流程
参数设置:
卫星系统选择:GNSS6900 具有卫星选通功能,可从五种导航系统中选择卫星进行任意组合搭配,包括美国的 GPS、俄罗斯的 GLONASS 等。
通道设置:它拥有多个信号产生通道,如 12 个通道用于产生 GPS 卫星 L1 载波上的 C/A 码信号,可同时模拟 12 颗 GPS 卫星导航信号;针对北斗系统,BD2 B1 有 16 个通道,可模拟 16 颗北斗 B1 卫星导航信号等。还能选择特定通道产生信号,并设置每个通道信号强度。
信号衰减设置:用户可单独设置输出的五种卫星导航模拟信号的衰减量,以模拟不同距离或环境下信号的强弱变化。
运动轨迹设置:通过模拟器上位机,可自行设置接收机运动轨迹,也可载入典型运动轨迹,满足不同测试场景需求。
信号生成与处理:
获取相关信息:模拟器的接收模组获取仿真时间、载体当前坐标和运动模型,以及 GNSS 卫星的星历信息和矫正信息。
确定可见卫星与传输时间:处理模组根据上述信息及预设的截止仰角,确定仿真过程中的可见卫星,并将卫星和载体坐标统一到同一坐标系下,计算出卫星与载体间距离,进而得出信号传输时间,同时还会对传输时间进行矫正,考虑地球自转、对流层延迟等因素。
生成导航电文与调制信号:输出模组根据星历信息生成导航电文,并将导航电文和信号传输时间作为准实时信号输出,还会利用扩频码和载波中频对导航电文进行调制,输出中频信号。
信号输出:GNSS6900 具备射频电缆接口和转发天线接口,用户可选择无线模式或有线模式接收卫星模拟信号,将生成的信号传输给待测设备。
工业测试流程
测试准备:
设备连接:将 GNSS6900 模拟器与待测的导航接收机通过合适的接口(如射频电缆或天线)进行连接,确保连接稳固,信号传输正常。
上位机配置:打开模拟器的上位机软件,根据测试需求完成各项参数设置,如选择要模拟的卫星系统、设置信号强度和衰减等,同时确认模拟器实时状态显示功能正常,可实时监控卫关信息。
性能测试:
定位精度测试:设置不同的测试场景,如静态场景下,固定接收机位置,让模拟器生成相应卫星信号,接收机接收信号并解算位置,将解算结果与预设真实位置对比,多次测试后评估定位精度;动态场景下,按照设定的运动轨迹,让接收机在 “运动” 过程中接收信号定位,分析其在不同运动状态下的定位精度。
灵敏度测试:逐渐降低模拟器输出信号的强度,观察接收机能够正常接收并解算信号的比较低强度值,以此评估接收机的灵敏度,确定其在弱信号环境下的工作能力。
定位时间测试:启动接收机和模拟器,记录从接收机开机到成功定位的时间,通过多次测试,取平均值等方式,评估接收机的定位时间性能,判断其是否满足相关标准和实际应用需求。
兼容性测试:
不同卫星系统兼容性:利用 GNSS6900 的卫星选通功能,依次模拟不同卫星系统的信号,如单独模拟 GPS、北斗等系统信号,以及多种系统信号组合,测试接收机对不同卫星系统或组合的兼容情况,查看是否能正常接收和处理信号。
不同信号频段兼容性:针对同一卫星系统的不同频段信号,如北斗系统的 B1、B2、B3 频段,设置模拟器输出相应频段信号,测试接收机对各频段信号的接收和处理能力,确保其在不同频段下都能稳定工作。
抗干扰测试:
模拟干扰信号:通过模拟器或额外的干扰信号发生器,生成各种类型的干扰信号,如窄带干扰、宽带干扰等,与卫星模拟信号同时输出,逐渐增加干扰信号强度。
观察接收机性能:观察接收机在干扰环境下的工作状态,如定位精度是否下降、是否出现信号丢失或错误解算等情况,评估其抗干扰能力,分析接收机在复杂电磁环境下的可靠性。
测试结果分析与评估:将各项测试得到的数据进行整理和分析,与接收机的技术指标要求进行对比,判断其是否满足设计要求和工业应用标准。若测试过程中发现问题,可根据测试数据和现象,分析原因,为接收机的优化改进提供依据,如针对定位精度不足问题,可排查是信号模拟问题还是接收机解算算法问题等。