原创 Skydel 24.9版革新：深度验证传播模型功能

 2024-12-19 13:58  35 0 分类: 测试测量文集: GNSS模拟

在GNSS模拟器技术的持续演进中，Skydel再次迈出重要一步，其最新发布的24.9版本引入了对传播模型的全面支持。这一创新功能，将平原型、郊区型及城市峡谷型等多路径传播环境整合至直观的用户界面中，为用户提供了前所未有的模拟灵活性。

24.9版本的核心亮点，在于其对多种传播模型的集成。用户无需复杂设置，即可在图形界面上轻松选取所需模型，模拟真实环境中车辆在经过不同环境时由于卫星信号被遮挡导致定位偏差的情况。这一改变，不仅拓宽了模拟器的应用场景，也极大地提升了模拟的准确性和实用性。

为了满足多样化的测试需求，新版本允许用户对模拟环境进行深度定制。用户可以设置的参数有：

开放天空限制参数：用于定义开放天空和多径区域之间的分界线
障碍限制参数：最用于定义非视距障碍和多径区域之间的分界线
非视线传播概率与随机种子：定义卫星传输路径位于非视距区域内失去视线的概率与随机分布公式

这些参数的灵活配置，使得模拟场景更加贴近真实世界，为测试提供了更为精确的数据基础。

一、功能验证

我们利用GNSS模拟器与接收机验证这一功能对于定位精度的影响。为了直观显示卫星被遮挡的变化，我们配置了一个圆形轨迹，使得车辆做匀速圆周运动。圆周运动中，车头方向一直在变化，而卫星位置基本不变，我们可以比较直观的观测到接收到的卫星信号稳定性。

场景开始时，我们先冷启动接收机，并使接收机逐渐进入稳定定位状态，达到稳定输出位置信息。如下图

二、添加场景

1.平原地带

在信号稳定输出之后，我们为其添加场景，此时默认启用的场景是Rural，即平原地带。此时配置中，被遮挡区域为15°以下，15°~20°区域为存在多径效应与NLOS状态区域，20°以上均为开放天空，用以模拟我们在平原中基本处于无遮挡的环境。

在此配置下，通过Skydel特有的接收机反馈功能，无需外部设备，我们就可以直观观测到GNSS接收机接收到的信号强度、卫星分布等情况。可以看到GNSS信号强度较高，且不会随着车辆的位置变化引起比较明显的强度变化。

2.郊区地带

在几分钟后，我们为其添加新场景，启用的场景是Suburban，即郊区地带。此时配置中，被遮挡区域为20°以下，20°~40°区域为存在多径效应与NLOS状态区域，40°以上均为开放天空，用以模拟我们在郊区或乡村中有低矮建筑或少量的楼房环境。此时大部分GNSS信号还是可以通过直射到达接收设备，但有部分信号会被楼房与建筑遮挡。

在此配置下，可以看到GNSS信号强度变低，且1-2颗卫星开始不被取信不可用，且开始会随着车辆的位置变化引起信号强度的变化，但变化还未非常剧烈。

3.城市环境

接下来我们等待几分钟后，为其添加新场景，启用的场景是Urban，即城市环境。此时配置中，被遮挡区域为40°以下，40°~60°区域为存在多径效应与NLOS状态区域，60°以上为开放天空，用以模拟我们在城市中高楼密布，遮挡的情况。此时大部分GNSS信号还是都无法通过直射到达接收设备，部分信号会被楼房与建筑遮挡，部分信号可以通过反射达到设备。

在此配置下，可以看到GNSS信号强度变低，且1-2颗卫星开始不被取信不可用，且会随着车辆的位置变化引起信号强度的剧烈变化。

三、三种环境的差异分析

为了更清晰的看到三种环境对GNSS接收机定位精度的影响，我们使用Skydel的独特功能：GNSS接收机反馈与仿真差异分析功能来进行直观对比。

下图是我们运行20分钟（1200s）后的差异分析图——可以看到在广阔平原模型下，GNSS接收机可以达到比较好的定位精度，仅依靠单星座单频点（GPS L1C/A）就能达到0.5m左右的定位精度。当我们切换模型至郊区环境后，定位精度开始漂移，在这段时间内，定位精度约1.5m。当我们切换到城市环境后，定位精度进一步漂移，最大误差约3m。而当我们切换回平原后，且定位精度再次稳定至0.5m以内。

此外，Skydel允许用户根据技术经验与相关测试标准，自定义环境变量与数值，实现最贴近测试需求的场景构建。也支持通过多径效应手动配置的方式，更精细化的实现多径环境的构建。

通过Skydel GNSS模拟引擎，在无需移动待测件的情况下，可以快速测试设备在不同环境下的定位能力与保持水平。也可以通过Skydel 自动化功能实现远程一键控制与测试，以及自动化流程的生成。高效方便的将环境测试能力嵌入或集成到现有测试架构中，大大简化测试过程，提高测试效率。

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