Имитаторы сигналов ГНСС

Имитаторы сигналов ГНСС — основная категория раздела «Решения для тестирования ГНСС»: приборы, которые генерируют синтетический сигнал спутниковой навигации в управляемых, полностью повторяемых лабораторных условиях. В зависимости от задачи это может быть имитатор сигналов GPS, имитатор сигналов ГЛОНАСС, совместный имитатор сигналов ГЛОНАСС/GPS или имитатор сигналов глобальных навигационных спутниковых систем с одновременной поддержкой Galileo и BeiDou.

В разделе представлены решения вендоров — AKMETEX, Spirent, Safran (Spectracom), R&S, Keysight— от компактных одноканальных моделей до многоканальных платформ полного цикла.

Имитатор навигационных сигналов позволяет тестировать ГНСС-приёмник без выезда на полигон и без зависимости от текущего состояния реальной спутниковой группировки. В зависимости от модели и выбранных лицензий можно задавать дату и время, координаты и траекторию движения приёмника, состав навигационных систем и сигналов, уровни отдельных спутников, параметры атмосферы, многолучевого распространения и другие условия приёма. Оборудование применяется для оценки чувствительности, времени первого определения координат, точности позиционирования и скорости, а также устойчивости сопровождения сигналов GPS, ГЛОНАСС, Galileo, BeiDou и других систем. Моделирование подавления (jamming) и подмены сигнала (spoofing) доступно в предназначенных для этого конфигурациях и опциях. Совместные испытания ГНСС и соседних радиочастотных систем, например LTE, проводят с помощью многостандартного векторного генератора или комплексного стенда с дополнительным источником сигнала.

Модели имитаторов сигналов ГНСС различаются по поддерживаемым группировкам и частотным диапазонам, количеству одновременно формируемых сигналов, числу РЧ-выходов, частоте обновления сценария и возможностям динамического моделирования. Отдельные решения предназначены для HIL-тестирования, нескольких траекторий, адаптивных антенных решёток CRPA и работы в безэховых камерах.

Имитаторы сигналов ГНСС применяются при разработке, верификации, производственном контроле и сертификационных испытаниях навигационной аппаратуры, если их использование предусмотрено методикой. Оборудование востребовано в беспилотном транспорте и робототехнике, авиационной, космической, морской и автомобильной электронике, телекоммуникационных и временных системах. Специализированные конфигурации используют для исследования устойчивости навигации к многолучевому распространению, радиопомехам и спуфингу до выхода изделия в реальные условия эксплуатации.

При выборе модели имитатора сигналов ГНСС сначала определяют поддерживаемые навигационные системы, сигналы и частотные диапазоны, которые требуется формировать одновременно. Затем сравнивают количество моделируемых сигналов и РЧ-выходов, диапазон и точность установки мощности, частоту обновления сценария, динамические характеристики, задержку HIL, поддержку многолучевого распространения, атмосферных моделей, помех и спуфинга. Дополнительно учитывают возможность внешнего управления и автоматизации через API, а также необходимость испытаний через кабель, антенну, CRPA или безэховую камеру. Для закрытых и защищённых сигналов могут потребоваться специальные лицензии и подтверждение права на их использование. Если оборудование применяется в регулируемых измерениях, необходимо проверить требования методики к внесению прибора в Государственный реестр средств измерений.

Для базовой проверки чувствительности, захвата и сопровождения одного или нескольких открытых сигналов может быть достаточно компактного имитатора сигналов ГНСС с ограниченным набором каналов и диапазонов. Для испытаний многосистемного многочастотного приёмника необходимо одновременное формирование всех требуемых сигналов. Сертификационные, высокодинамичные, многопользовательские и HIL-сценарии требуют производительной многоканальной или многовыходной платформы со сценарным управлением.

АКМЕТРОН помогает подобрать конфигурацию имитатора навигационных сигналов под задачу — от одноканальных моделей до многоканальных платформ со сценарным управлением, поставляет оборудование и сопутствующее ПО и консультацию по интеграции имитатора в существующий испытательный стенд. На каждую модель предоставляется техническая документация производителя для подготовки технического задания на закупку. Доставка — по всей России.

Имитаторы навигационных сигналов применяются как в серийных испытательных лабораториях, так и в исследовательских проектах, где требуется гибко настраиваемый и программно управляемый навигационный сценарий. Один и тот же тест можно многократно запускать с одинаковыми программными параметрами и воспроизводимым уровнем РЧ-сигнала в пределах заявленных характеристик прибора. Это позволяет проводить регрессионные испытания, сравнивать версии прошивки и оценивать разные приёмники в сопоставимых условиях — в отличие от полевых тестов, где спутниковая и помеховая обстановка постоянно меняется.

Чем имитатор ГНСС отличается от устройства записи и воспроизведения сигналов? — Имитатор рассчитывает сигналы по управляемой математической модели и позволяет изменять параметры сценария. Устройство записи и воспроизведения повторяет ранее зафиксированный реальный сигнал, параметры которого нельзя произвольно изменить. Подходы дополняют друг друга, а некоторые имитационные платформы дополнительно поддерживают генерацию и воспроизведение IQ-файлов.

Можно ли протестировать одновременно несколько навигационных группировок? — Да, у многоканальных моделей (Например линейка AKMETEX ATGE-9400/ATGE-8340/ATGE-1102 или Safran GSG-8/GSG-7) есть поддержка одновременной имитации нескольких группировок — GPS, ГЛОНАСС, Galileo, BeiDou.

Какие характеристики ГНСС-приёмника можно проверить с помощью имитатора ГНСС? — Имитатор позволяет оценить чувствительность, время первого определения координат, точность позиционирования и измерения скорости, устойчивость сопровождения сигналов, а также работу при изменении мощности, траектории, спутниковой группировки и условий распространения.