Устройства записи и воспроизведения сигналов ГНСС

Устройства записи и воспроизведения сигналов ГНСС позволяют захватить реальный эфирный сигнал в конкретной точке и в конкретных условиях — в том числе с реальными помехами — и затем многократно воспроизвести его в лаборатории для полностью повторяемых испытаний.

В разделе представлены решения AKMETEX, RACELOGIC LabSat и Spirent (Keysight).

Такой подход дополняет синтетическую имитацию испытаниями, основанными на реальной радиочастотной обстановке. Запись фиксирует совокупный сигнал на входе устройства в пределах выбранной полосы пропускания, динамического диапазона и разрядности I/Q-квантования. В ней сохраняются характерные для конкретной поездки или локации изменения уровней сигналов, многолучевое распространение, затенение, фоновый шум и помехи, присутствовавшие непосредственно во время записи.

Это особенно важно, когда необходимо повторно исследовать уже зафиксированную проблему: ухудшение точности в городской застройке, потерю навигационного решения, сбой на определённом участке маршрута или воздействие конкретной помеховой обстановки. Один записанный файл можно использовать для проверки разных версий прошивки, алгоритмов и моделей приёмников, получая сопоставимые результаты без повторного выезда на маршрут.

В отличие от синтетического сценария, параметры записанного эфира нельзя произвольно изменить после регистрации: отдельно заменить траекторию, спутник, навигационное сообщение или тип помехи в готовой записи обычно невозможно. Для изменяемых сценариев применяется программная имитация, а запись и воспроизведение используются для точного повторения уже зарегистрированной радиочастотной обстановки.

Устройства записи и воспроизведения сигналов ГНСС принимают радиочастотный сигнал с антенны (в автомобиле, на объекте, в полевых условиях), переносят его на промежуточную или нулевую частоту, оцифровывают синфазную и квадратурную составляющие I/Q и сохраняют поток данных на внутренний или съёмный накопитель. При воспроизведении выполняется обратное преобразование, после чего радиочастотный сигнал подаётся на антенный вход тестируемого приёмника.

Оборудование раздела применяется при разработке и валидации автомобильных навигационных систем и ADAS (нужно воспроизвести конкретный маршрут испытаний многократно), в авиационной и морской навигации, при расследовании инцидентов с потерей сигнала, а также как дополнение к имитаторам сигналов ГНСС — для проверки, что оборудование одинаково ведёт себя и на синтетическом, и на реальном записанном сигнале.

При выборе модели устройства записи и воспроизведения сигналов ГНСС сначала необходимо определить требуемые спутниковые системы, частотные диапазоны и количество одновременно записываемых радиочастотных каналов. Для тестирования сигналов одного диапазона может быть достаточно одноканального устройства, а для многочастотных приёмников требуются два, три или четыре независимо настраиваемых канала.

Следует учитывать не только частоту дискретизации, но и полосу пропускания каждого канала, разрядность I/Q-квантования, динамический диапазон, допустимый уровень входного сигнала и возможности регулировки усиления. Эти параметры определяют точность передачи уровней, возможность записи широкополосных помех, объём создаваемых файлов и доступную продолжительность непрерывной записи.

АКМЕТРОН помогает подобрать модель под задачу — портативную для полевой записи или лабораторную для воспроизведения, поставляет оборудование и сопутствующее ПО. На каждую модель предоставляется техническая документация производителя для подготовки технического задания на закупку. Доставка — по всей России.

Записанные сигналы также используются как эталонная база для регрессионного тестирования: после обновления прошивки приёмника его можно прогнать по тому же набору ранее записанных сценариев и напрямую сравнить результат с предыдущей версией — без необходимости заново выезжать на все контрольные точки.

Можно ли использовать одно устройство и для записи, и для воспроизведения? — Да, большинство полных конфигураций устройств этой категории совмещает обе функции в одном корпусе. Однако существуют исполнения только для воспроизведения, поэтому возможность записи необходимо проверять для конкретной модели и комплектации. Например, LabSat выпускается в вариантах от Replay Only (только режим воспроизведения) до Record & Replay (режимы записи и воспроизведения).

Сколько навигационных диапазонов можно записать одновременно? — Зависит от количества РЧ-каналов, их центральных частот и полосы пропускания. В представленном разделе доступны устройства с одним, двумя, тремя или четырьмя каналами. При этом один широкополосный канал может одновременно охватывать несколько сигналов разных группировок, находящихся в общей полосе частот — уточняйте у специалиста АКМЕТРОН при подборе.

Подходит ли записанный сигнал для повторных испытаний разных версий приёмника? — Да, это основное преимущество подхода: один и тот же записанный сигнал можно воспроизводить многократно для сравнимых результатов между разными версиями прошивки или разными моделями приемников.