仿真測(cè)試實(shí)驗(yàn)室方案
北斗導(dǎo)航仿真測(cè)試實(shí)驗(yàn)室方案
北斗多模導(dǎo)航仿真測(cè)試實(shí)驗(yàn)室是北斗教儀公司針對(duì)高等院校及科研院所在北斗導(dǎo)航基礎(chǔ)研究、終端調(diào)試和試驗(yàn)驗(yàn)證等領(lǐng)域開發(fā)的專業(yè)仿真測(cè)試實(shí)驗(yàn)室。
該實(shí)驗(yàn)室充分發(fā)揮我司多年來在北斗導(dǎo)航仿真測(cè)試領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可以推動(dòng)北斗導(dǎo)航仿真測(cè)試合作研究，提供測(cè)試仿真場(chǎng)景數(shù)據(jù)，方便客戶靈活應(yīng)用，為從事北斗導(dǎo)航仿真測(cè)試的科研機(jī)構(gòu)提供相應(yīng)的技術(shù)研究、方案論證和模型驗(yàn)證等支持。同時(shí)可以極大地提升導(dǎo)航裝備研制能力和質(zhì)量水準(zhǔn)，是各高等院校、科研院所開展導(dǎo)航檢測(cè)技術(shù)研究及培養(yǎng)檢測(cè)人才必備的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的接收設(shè)備利用導(dǎo)航衛(wèi)星的導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行定位，測(cè)速、定時(shí)以及信息傳送。接收終端設(shè)備的功能和性能指標(biāo)的好壞，直接影響導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用性能，因此必須對(duì)各種類型的接收終端設(shè)備進(jìn)行全面的測(cè)試，以檢驗(yàn)這些接收終端設(shè)備是否滿足設(shè)計(jì)要求。北斗多模導(dǎo)航仿真實(shí)驗(yàn)室設(shè)備提供系統(tǒng)仿真數(shù)據(jù)、仿真測(cè)試場(chǎng)景和路采實(shí)測(cè)場(chǎng)景三大類數(shù)據(jù)，對(duì)各類接收終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星不在軌、室內(nèi)或臨界條件下的測(cè)試，或指定條件下的重復(fù)測(cè)試提供了強(qiáng)有力的支撐，提升了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)仿真測(cè)試能力和測(cè)試場(chǎng)景可信度水平。
北斗多模導(dǎo)航仿真實(shí)驗(yàn)室由多星座衛(wèi)星信號(hào)模擬器、衛(wèi)星信號(hào)采集回放儀、衛(wèi)星信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器、功分器、控制計(jì)算機(jī)以及評(píng)估計(jì)算機(jī)等組成，可對(duì)用戶設(shè)備進(jìn)行有線測(cè)試和無線測(cè)試，可選用模擬器、室外信號(hào)、路測(cè)采集信號(hào)等多種衛(wèi)星信號(hào)來源，滿足用戶對(duì)不同場(chǎng)景的各種測(cè)試需求。
衛(wèi)星信號(hào)模擬器產(chǎn)生的射頻信號(hào)、采集回放儀回放場(chǎng)景輸出的射頻信號(hào)、轉(zhuǎn)發(fā)器室外天線接收到的真實(shí)信號(hào)通過射頻電纜和1分8功率分配器以有線方式同時(shí)為最多8個(gè)用戶機(jī)提供衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)。
用戶機(jī)可將其定位數(shù)據(jù)通過串口服務(wù)器實(shí)時(shí)上報(bào)給控制計(jì)算機(jī)（使用模擬器作為信號(hào)來源時(shí)），根據(jù)模擬器仿真的理想數(shù)據(jù)和用戶機(jī)上報(bào)的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比評(píng)估；或上報(bào)給評(píng)估計(jì)算機(jī)（使用轉(zhuǎn)發(fā)器或采集回放儀作為信號(hào)來源時(shí)），由專業(yè)統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行定位結(jié)果評(píng)估。
衛(wèi)星信號(hào)模擬器產(chǎn)生的射頻信號(hào)、采集回放儀回放場(chǎng)景輸出的射頻信號(hào)、轉(zhuǎn)發(fā)器室外天線接收到的真實(shí)信號(hào)均可通過射頻電纜連接到轉(zhuǎn)發(fā)器用過發(fā)射天線為用戶機(jī)提供廣播的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)。測(cè)試設(shè)備置于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過接收天線接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行解算定位。
與有線方式測(cè)試相同，用戶機(jī)可將其定位數(shù)據(jù)通過串口服務(wù)器實(shí)時(shí)上報(bào)給控制計(jì)算機(jī)（使用模擬器作為信號(hào)來源時(shí)），根據(jù)模擬器仿真的理想數(shù)據(jù)和用戶機(jī)上報(bào)的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比評(píng)估；或上報(bào)給評(píng)估計(jì)算機(jī)（使用轉(zhuǎn)發(fā)器或采集回放儀作為信號(hào)來源時(shí)），由專業(yè)統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行定位結(jié)果評(píng)估。
控制計(jì)算機(jī)上安裝的模擬器控制軟件通過以太網(wǎng)與導(dǎo)航信號(hào)模擬器通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬器硬件的訪問控制和導(dǎo)航信號(hào)仿真狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè)和各種配置參數(shù)的傳輸，以及完成對(duì)輸出各個(gè)頻點(diǎn)信號(hào)的功率衰減控制和調(diào)制方式控制。
當(dāng)使用模擬器作為信號(hào)來源時(shí)，控制計(jì)算機(jī)上的測(cè)試評(píng)估軟件系統(tǒng)可根據(jù)模擬器仿真的理想數(shù)據(jù)和用戶機(jī)上報(bào)的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比評(píng)估。
使用轉(zhuǎn)發(fā)器或采集回放儀作為信號(hào)來源時(shí)，可在評(píng)估計(jì)算機(jī)上通過專業(yè)統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行定位結(jié)果評(píng)估。
在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)品的測(cè)試開發(fā)過程中，衛(wèi)星信號(hào)模擬器能夠?yàn)榭焖贅?gòu)建滿足功能和性能要求的軟硬件提供環(huán)境制成，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字、半實(shí)物等不同層次的實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)及仿真的環(huán)境。主要有如下功能：
l多體制
支持多種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容仿真，能夠模擬BDS、GPS、GLONASS和Galileo衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)。
l星座仿真
具有數(shù)仿軟件，可仿真衛(wèi)星星座、衛(wèi)星鐘差、設(shè)備時(shí)延、相對(duì)論效應(yīng)，可仿真電離層、對(duì)流層對(duì)導(dǎo)航信號(hào)的影響，可仿真廣域差分和完好性信息，可仿真靜態(tài)用戶、低動(dòng)態(tài)用戶、高動(dòng)態(tài)用戶的導(dǎo)航信號(hào)特性。
l軌跡仿真
具有載體運(yùn)動(dòng)軌跡場(chǎng)景生成、載體運(yùn)動(dòng)軌跡文件讀取、以及實(shí)時(shí)接收載體的運(yùn)動(dòng)軌跡（閉環(huán)仿真）功能；
l實(shí)時(shí)閉環(huán)
具備實(shí)施閉環(huán)功能，能夠?qū)崟r(shí)接收大系統(tǒng)仿真機(jī)或運(yùn)動(dòng)載體的軌跡數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)生成衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，滿足仿真和半實(shí)物實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)閉環(huán)仿真的需求。
l天線方向圖建模
具備接收機(jī)天線方向圖建模功能，同時(shí)能夠接收外部輸入的天線方向圖數(shù)據(jù)，使仿真更加接近真實(shí)情況。
l慣導(dǎo)輔助
具備輸出慣導(dǎo)輔助信息功能。沒有外部慣導(dǎo)輸入時(shí)，能夠在軌跡中配置姿態(tài)變化信息；有外部慣導(dǎo)數(shù)據(jù)時(shí)，上位機(jī)能夠接收外部輸入的慣導(dǎo)信息，利用配置/輸入的慣導(dǎo)信息結(jié)合天線方向圖生成衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)。
l多徑信號(hào)
具備仿真多徑功能。
l偽距異常仿真
可仿真某顆衛(wèi)星出現(xiàn)異常偽距現(xiàn)象，以測(cè)試接收機(jī)的自主完好性功能。
l信號(hào)控制
可以控制導(dǎo)航信號(hào)的中斷、恢復(fù)、某個(gè)衛(wèi)星信號(hào)的開關(guān)。
l功率可控
能夠調(diào)整導(dǎo)航信號(hào)的輸出功率，以模擬載體運(yùn)動(dòng)過程中信號(hào)強(qiáng)度的變化，同時(shí)能反映高低仰角時(shí)導(dǎo)航信號(hào)功率變化情況。
l可視化
具有顯示系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的衛(wèi)星狀態(tài)、載體運(yùn)行軌跡、星下軌跡的功能。
l可配置
能夠通過人機(jī)交互界面配置仿真時(shí)間、靜態(tài)載體軌跡、動(dòng)態(tài)載體軌跡、特殊載體軌跡和INS信息等參數(shù)，能夠接收外部軌跡文件的輸入并根據(jù)該文件的內(nèi)容生成相應(yīng)衛(wèi)星信號(hào)。能夠在各個(gè)射頻及中頻輸出端口指定該通道中的衛(wèi)星信號(hào)數(shù)目及星號(hào)。
l實(shí)時(shí)閉環(huán)：能夠?qū)崿F(xiàn)與其他相關(guān)系統(tǒng)的閉環(huán)聯(lián)合仿真測(cè)試，能夠接收其他系統(tǒng)仿真的用戶軌跡數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)生成衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)。
l多體制：數(shù)學(xué)仿真能夠模擬BD2、GPS 和GLONASS 衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，能夠模擬慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出，既可以根據(jù)本地用戶軌跡文件和天線陣列模型及姿態(tài)文件進(jìn)行仿真，又可以根據(jù)外部實(shí)時(shí)用戶軌跡和天線陣列模型及姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真。
l系統(tǒng)擴(kuò)展能力：現(xiàn)有硬件平臺(tái)下能夠通過簡單升級(jí)作為其他頻點(diǎn)使用，也可以通過增加模塊實(shí)現(xiàn)頻點(diǎn)及功能的擴(kuò)展。
l高動(dòng)態(tài)信號(hào)模擬：在高動(dòng)態(tài)條件下，信號(hào)模擬仿真應(yīng)有足夠高的數(shù)據(jù)采樣率，保證動(dòng)態(tài)信號(hào)的連續(xù)性。
