标签: GNSS模拟

​ 本应用是向用户展示如何根据Skydel软件中用户定义的仰角/方位角配置卫星位置。本文档附带了MATLAB脚本和函数，可帮助用户生成一组开普勒参数，从而将GPS卫星放置在天空视图中所需的仰角/方位角上。 01 根据卫星仰角/方位角生成轨道参数 ● 运行名为Main.m的MATLAB脚本 ● 定义您想要模拟多少个GPS卫星 ● 插入每颗卫星的仰角和方位角（以度为单位） ●该脚本将显示您在上一步中定义的所有卫星的星图 ●该脚本将根据定义的Skyview计算开普勒参数 ●该脚本将生成一个包含每颗卫星的开普勒参数的表，并导出MATLAB脚本同一目录中名为 Output.txt 的表中的所有参数，开普勒参数的结构如下： ○ PRN：卫星的PRN码 ○ t_oc：本地时间 ○ t_oe：星历参考时间 ○ sqrtA：半长轴的平方根 ○ e：离心率（ε） ○ omega：近地点幅角（w） ○ M_0：平均运动差 ○ i_0：倾角（i0） ○ omega_0：升交点经度（W0） ○ omega_DoT：直升节点经度速率（Wdot） ○ i_dot：倾斜率（idot） ○ delta_n：平均运动差率（Dn0dot） 示例一：生成 X 形状的九颗卫星的轨道参数 1.运行名为Main.m的MATLAB脚本 2.将您想要模拟的卫星数量定义为9 3.输入每颗卫星的仰角和方位角，如下所示： 4.您将得到一个卫星视图，如下图所示： 5.开普勒参数生成如下： 02 仿真配置 ●打开Skydel并创建一个新配置 ●设置模拟时间为2020-03-29 00:00:00 ●将车辆位置设置为纬度 = 0、经度 = 0、海拔 = 0 ●在GPS选项卡中，选择信号并启用要模拟的PRN ●在GPS选项卡中，选择轨道 ●对于选定的PRN，将参考时间 (GPS) 设置为 2020-03-29 00:00:00 ●将轨道参数替换为每个选定PRN的 Matlab 脚本执行（之前完成）中可用的值 ●其他参数保持不变或强制为0 ●对所有卫星重复此操作 ●参考示例（1），图3为根据步骤（1）中获得的轨道参数修改轨道参数和参考时间（GPS）（红框内）后Skydel软件的屏幕截图。可以在Skydel软件的星座选项卡中看到与图1相同的卫星图案（红色圆圈） 03 运行GNSS仿真 ●连接GNSS接收器并运行模拟 ●在接收器的Skyview中看到相同的卫星模式。参考示例 (1)，图 4 是UBlox接收器的屏幕截图，展示了使用 Skydel 软件模拟的 X 形卫星图案。 使用Skydel可以模拟多种卫星模式 使用 Skydel 软件功能和本应用指南随附的MATLAB脚本，您可以根据用户要求配置和模拟多种卫星模式。例如但不限于，用户可以模拟分别下图所示Z形或Φ（Phi）形的卫星。 ​

概念 在GNSS测量和地理信息系统（GIS）中，基线（Baseline）是指两个或多个接收机之间的直线距离，通常用于描述RTK（实时动态定位）或其他差分GPS技术中的相对位置关系。基线通常由三个分量表示：东向（East）、北向（North）和垂直向（Up），分别表示两个测点之间的东西方向、南北方向和垂直方向的距离差。 RTK（Real-Time Kinematic，实时动态）基线是指在RTK GPS测量技术中，两个测站（通常是一个固定的基准站和一个移动的接收站）之间的向量差。这个向量差包括了两个测站之间的距离和方向信息。RTK技术能够提供厘米级的定位精度，广泛应用于地理信息系统（GIS）、土地测绘、精准农业、无人机导航等领域。在RTK测量中，基准站（通常位于已知坐标的点上）会接收到卫星信号，并实时计算出自己的精确位置。然后，基准站会将这个信息通过无线电信号传输到移动站。移动站同时接收卫星信号和基准站传输的信息，并利用这些数据来实时计算出自己的精确位置。这个过程中，基线长度（BaseLine）就是基准站和移动站之间的距离。 基线长度（Baseline Length）是指基线的总长度，它是通过测量两个接收机之间的距离来确定的。基线长度对于GNSS测量非常重要，因为它直接影响定位的精度和可靠性。 基线长度越长，定位的精度通常越高，但是信号传输和处理的时间也可能增加。基线长度过短可能会导致精度下降，尤其是在实时动态定位RTK应用中。 因此在进行TBOX通信稳定性测试的时候，无论是4G，5G天线，或者GNSS天线的测试都需要注意隔直问题。当然，需要考虑隔直问题的可能不止在天线上，有些射频微波设备，例如放大器，固定移相器等等设备可能都需要馈电。 基线测量方法 在实际应用中，基线和基线长度的测量需要使用高精度的GNSS接收机和专业的数据处理软件。通过对基线长度的精确测量和分析，可以评估GPS系统的性能和精度，为各种工程和科学应用提供可靠的数据支持。 德思特GNSS模拟器RTK高精定位方案 大部分的接收机都可以通过解析相关消息报文直接获取到基线长度以及具体的NED（北东地）坐标，以Ublox为例： UBX-NAV-RELPOSNED是一种UBX协议的GPS数据消息类型：Relative Position NED，NAV-RELPOSNED消息用于传输接收机相对于另一个接收机的位置信息，通常用于差分定位应用。NAV-RELPOSNED消息通常用于实时动态（RTK）定位，其中移动接收机使用基准站的差分数据来提高自己的定位精度。这种消息类型在自动驾驶、无人机、机器人和其他需要高精度定位的应用中非常有用。 在这种坐标系中，RELPOSNED消息提供了以下信息： ●参考接收机的位置：通常是一个已知准确位置的基准站 ●移动接收机的相对位置：相对于参考接收机的位置，包括东向（East）、北向（North）和垂直向（Down）的分量 ●位置精度：估计的相对位置精度。 ●状态信息：包括固定解或浮点解的标识、可用卫星数量等。 # 关于NED坐标系 NED坐标系，即北东地（North-East-Down）坐标系，是一种用于导航和大地测量的三维坐标系，常用于描述物体在地球表面附近的运动和位置。在NED坐标系中，坐标轴的定义与地球表面紧密相关，通常以地球表面的水平面作为参考。 ● 北轴（North） ：指向地球表面上的地理北方向，通常与地球的旋转轴平行。 ● 东轴（East） ：指向地球表面上的地理东方向，与北轴垂直，并位于同一水平面上。 ●地轴（Down） ：垂直于地球表面的水平面，指向地球的中心，与北轴和东轴构成的平面垂直。 NED坐标系是一种右手坐标系，意味着如果你将右手的食指指向北，中指指向东，那么拇指将指向地（向下）。这种坐标系在飞行器导航、地理信息系统（GIS）、遥感和其他需要考虑地球曲率和地面参考的领域中得到广泛应用。 NED坐标系与常见的地理坐标系（如纬度和经度）不同，它提供了一个局部的、与地球表面平行的参考框架，这对于描述小范围内的运动和位置非常方便。例如，在航空和无人机应用中，NED坐标系可以用来描述飞机或无人机相对于起飞点的位置和速度。 需要注意的是，NED坐标系是一种相对于地球表面的局部坐标系，因此在不同的地理位置，NED坐标系的定义可能会有所不同。在全局应用中，通常需要将NED坐标系转换为更通用的坐标系，如WGS84坐标系。 ​

一、会议背景 2025年2月12日至13日，德思特受邀参加Safran在越南河内喜来登酒店举行的合作伙伴销售与产品培训研讨会。此次活动以“精密定时与GNSS模拟技术革新”为核心主题，旨在通过深度培训与战略分享，赋能全球合作伙伴，共同开拓高精度定位技术市场。 本次研讨会重点展示Safran在 精密定时（Precision Timing）与全球导航卫星系统（GNSS）模拟技术 领域的最新突破，涵盖产品功能迭代、应用场景扩展及测试解决方案优化等内容。德思特团队通过参与新一代产品的实操培训，深入了解了配套销售策略与市场推广方案，进一步提升了客户服务能力与市场竞争力，为未来合作奠定了坚实基础。 二、关于Safran 赛峰（SAFRAN）集团是一家高科技的跨国集团公司，世界500强企业之一，拥有四大核心专业：航空航天推进，航空航天设备，防务-安全和通讯，其核心宗旨是致力于构建更安全且可持续发展的世界。旗下产品Skydel GNSS模拟引擎是GNSS模拟仿真应用的最新一代成果，软件定义架构GNSS模拟是定位导航领域高精尖技术。 德思特是SafranGNSS模拟器在中国区的卓越合作伙伴 ，致力于为用户提供最完善、最先进的GNSS模拟仿真解决方案。

一、应用背景 在当今科技日新月异的时代，全球卫星导航系统（GNSS），如GPS、GLONASS、Galileo和北斗等，已经成为我们日常生活不可或缺的一部分。从智能手机地图导航到无人机精确操控，再到自动驾驶汽车的安全定位，GNSS在各个领域发挥着关键作用。 为了确保这些设备的性能稳定性和准确性，GNSS模拟器扮演了至关重要的角色。GNSS模拟器是一种专门设计用于测试消费电子产品、导航芯片以及各类定位终端的精密仪器。它能够生成模拟的GNSS信号，为研发阶段提供可控且可重复的环境。通过这种模拟器，工程师们可以在实验室中测试设备对不同卫星信号、干扰情况、地理位置切换的响应能力，验证其定位精度、时间同步以及数据接收处理功能。 对于消费电子行业，GNSS模拟器帮助制造商优化产品的定位服务，确保用户在各种环境下都能获得准确的位置信息。对于导航芯片，它提供了测试平台，以便评估芯片在复杂信号条件下的鲁棒性和效能。而在定位终端的设计过程中，如智能手表或物联网设备，GNSS模拟器能快速检测并修复潜在的问题，提升终端的整体用户体验。 此外，随着5G和物联网的发展，对高精度定位的需求增加，GNSS模拟器也在不断升级，以满足更高精度和实时性的测试需求。它们不仅提高了研发效率，还降低了成本，因为无需频繁进行昂贵的实地测试。 二、德思特GNSS模拟器方案优势 德思特提供的Safran GNSS模拟器为用户进行消费电子、定位导航芯片与终端提供高效助力—— 1、控制性 模拟器可以精确地控制和调整GNSS信号参数，如频率、伪随机码序列、卫星位置等，这使得测试过程更加可控，有助于再现真实世界中的多种信号环境。 2、灵活性 受天气、地理限制，能够在任何时间和地点进行测试，节省了实地试验的时间和成本，并允许反复测试和优化，提高研发效率。 3、一致性 模拟器产生的信号是恒定的，避免了由于实际卫星信号波动带来的不确定性，有利于确保设备在各种理想和极端条件下表现一致。 4、安全性 对于敏感设备或涉及隐私的应用，使用模拟器可以在安全环境中测试，保护数据安全 5、效率 通过批量测试，可以快速检查大量产品的一致性和性能，减少人工干预，降低错误率。 6、故障诊断 模拟器可以帮助识别和定位问题，比如接收机的灵敏度问题或者解码错误，便于工程师针对性地改进硬件或软件。 7、标准化 测试统一的测试方法有助于实现国际间的互操作性和认证，符合行业标准，简化了产品上市流程。 8、成本效益 长期来看，虽然初始投资可能较大，但通过减少现场测试次数和缩短开发周期，整体上降低了研发成本。 综上所述， GNSS模拟器在消费电子、导航芯片与定位终端测试中的应用，显著提升了产品质量和研发效率，对于企业而言是一项极具价值的投资。

文章来源：德思特测试测量 阅读原文： https://mp.weixin.qq.com/s/PSAgvkH2dVEfZsdyzvmREQ 走进德思特 2023年上半年，ChatGPT红遍全球，人工智能、B5G/6G、物联网、云计算、软件自动化等新兴技术的快速发展进一步推动科技行业的复苏，行业展会、线下活动重回正轨，政策支持和资本市场回暖也将为科技企业提供更多支持。伴随科技行业的整体复苏、行业创新的加速发展，测试测量行业将面对新一轮创新需求。 面对日益增长的行业需求， 虹科测试测量事业部与虹科卫星与无线通信追随时代的脚步，正式更名为“德思特” 。这一重要的改变代表了虹科持续发展进程中的新里程碑，也体现了我们在测试测量领域中不断创新的精神。 德思特 Tesight 是由“test”（测试）和“insight”（洞察）组成，这代表着 Tesight 专注于测试领域，通过深刻的洞察力，提供有价值的测试测量方案和技术服务。而“德思特”正是我们的价值观，“德”代表着我们始终秉承专业和诚信，“思”强调我们注重思考和创新，“特”代表我们提供深入见解和独特价值的能力，通过创新帮助客户成功。 我们希望在这个新兴技术飞速发展的时代，能够以更加开放的心态，汇聚来自各个领域的智慧，为您提供更智能、更创新的电子测试测量解决方案，成为您的测试测量专家。 德思特 七大业务范围 01 汽车电子仿真及测试 GNSS模拟、BMS测试、智能座舱测试、汽车零部件测试、C-V2X等 02 射频微波及无线通信测试 WIFI、5G、卫星通信、终端产品/无线模块研发/生产测试等 03 无线频谱监测与规划 微波通信视距、通信测试与验证、5G外场测试、5G毫米波测试、卫星通信干扰排查等 04 无线通信 智能网联汽车无线通信、轨道交通、卫星通信、室内无线通信等 05 半导体测试 动态I/O、电容测试、ADC，DAC芯片测试等 06 PNT解决方案 GNSS模拟器、时间服务器、PNT测试方案等 07 大物理和光电测试 射电天文学、粒子物理学、量子光学、光通信、质谱应用等 德思特团队力量 核心成员具有 9年以上 的测试测量、无线通信及其他相关行业资历；技术团队获得世界五百强PNT解决方案合作伙伴Safran的GNSS技术及信号仿真和软件 Skydel 培训认证证书、航空航天测试和测量合作伙伴Marvin Test 的自动化测试软件 ATEasy 培训认证证书。 德思特研发部，核心成员获得国际项目管理师PMP认证资质，并具备LabVIEW、python等多种编程语言能力，优势能力集中于： HIL测试，半导体测试，EOL测试和质量检测等多种系统研发集成 ，拥有10多个实用新型和专利授权。 围绕汽车电子、射频微波、通信、航空航天等行业提供专业可靠的解决方案，现有客户包括华为、德赛西威、蔚来汽车、理想汽车、航天科工集团、清华大学、北京航空航天大学、中电科集团等。 此外，我们还是中国无线电协会、中国通信企业协会、雷达行业协会、RIS智能超表面技术协会等行业协会的会员。 找到我们 官方网站 ：www.tesight.com 联系邮箱： hktest@tesight.com 总部地址： 广州市黄埔区开泰大道30号佳都PCI科技园6号楼 各分部： 广州 | 成都 | 上海 | 苏州 | 西安 | 北京 | 台湾 | 香港 | 日本 | 韩国 | 美国硅谷