Запись и воспроизведение спутниковых сигналов с помощью LabSat 3

Новая система LabSat 3 от британской компании Racelogic была представлена на выставке ION GNSS+ в американском городе Нэшвил в сентябре этого года. Ключевой особенностью LabSat 3 является возможность записи и воспроизведения полноценных сценариев в различных точках планеты, различных погодных условиях, в местности с плотной городской застройкой, на гоночном треке или в лесном массиве.

Зачем нужно использовать симулятор навигационных сигналов?

Характерные особенности рынка симуляторов навигационных спутниковых сигналов — высокая стоимость изделий и их сложность в применении. LabSat 3 разработан со стремлением сделать удобное и доступное устройство, необходимое в работе каждого разработчика навигационных приборов и решений.

Racelogic LabSat 3, вид спереди

Не смотря на простоту использования, LabSat 3 обладает достаточно мощным набором возможностей, уместным в таких отраслях как автомобилестроение, авиакосмическая промышленность, производство портативных устройтств навигации:
2 канала записи, на выбор: ГЛОНАСС, GPS, BeiDou, QZSS, Galileo, SBAS
запись двух каналов данных CAN-шины
автономная работа от встроенной батареи до 2-х часов
запись состояний инерциальных датчиков
запись данных через интерфейс RS-232
дистанционное управление через Ethernet
опциональная установка термостатированного осциллятора (OCXO)
OEM-версия для системной интеграции
настраиваемый уровень мощности выходного сигнала
цифровой вход для создания меток или записи сигнала 1PPS

LabSat 3 — наиболее доступное в настоящий момент устройство среди решений, позволяющих работать с заданными спутниковыми сигналами, не вставая с рабочего кресла.

Стоит отметить скромные габаритные размеры металлического корпуса (167 х 128 х 43 мм), небольшой вес (960 г) и возможность использования встроенной батареи. В отличие от более ранних моделей, LabSat 3 не требует подключения к персональному компьютеру, поэтому для записи сценария необходимо лишь подключить внешнюю антенну к входу RF IN, а для воспроизведения — только тестируемое устройство к выходу RF OUT .

Проверка приемного устройства в реальных условиях — неотъемлемая часть любой разработки. LabSat 3 идеально подходит для этой задачи благодаря возможности многократного единообразного воспроизведения спутниковых сигналов с искажениями, задержками и переотражениями, присутствовавшими во время записи сценария. Конечно, использование ретранслятора сигналов также позволяет работать с реальным сигналом не выходя из офиса. Однако такой сигнал всегда статичен и зависим от изменчивых погодных условий.

Racelogic LabSat 3, вид сзади

В комплект поставки LabSat 3 включена библиотека сценариев, записанных в различных уголках планеты, благодаря которым можно проверить поведение приемника в различных частях света, на тратя средства на пересылку устройств или дальние путешествия.

Запись и воспроизведение сигналов глобальных навигационных спутниковых сигналов

LabSat 3 способен записывать сигнал, принимаемый с помощью стандартной антенны. Вместо вычисления координат объекта система выполняет аналого-цифровое преобразование получаемого радиосигнала в широком частотном диапазоне и записывает его на SD-карту памяти либо жесткий диск, подключенный через порт USB. В зависимости от комплектации симулятора, можно фиксировать 1 или 2 канала данных на выбор: ГЛОНАСС L1, GPS L1, BeiDou B1, Galileo E1, SBAS или QZSS, без ограничения количества спутников.

Для повышения реалистичности симуляции инженеры Racelogic реализовали возможность записи дополнительных данных наряду с сигналами спутниковых систем. Данные, поступающие через CAN-интерфейс (2 канала), RS232 и другие цифровые данные могут быть синхронизированы с сигналами ГНСС с точностью до 60 нс через вход EXPANSION блока LabSat 3.

Во время воспроизведения записанного сценария LabSat 3 навигационные данные подаются на антенный вход тестируемого устройства, для которого воссоздается полная картина реального живого сигнала, статического или динамического, со всеми негативными влияниями, такими как задержки и переотражения. Уровень выходного сигнала регулируется с помощью встроенного аттенюатора в пределах -83 дБм … -115 дБм или -83 дБм … -107 дБм, в зависимости от модификации LabSat 3. Для еще большего снижения мощности сигнала можно воспользоваться внешним аттенюатором, либо несколькими аттенюаторами в последовательном соединении.

Учитывая, что не каждое навигационное устройство обладает доступным для проводного подключения антенным входом, система LabSat 3 допускает подключение к выходу RF OUT переизлучающей антенны, транслирующей записанные сценарии в эфир. При этом во время воспроизведения необходимо позаботиться об изолированности от реального спутникового сигнала и сделать “холодный” перезапуск приемного устройства.

Генерирование сценариев с помощью программы SatGen

SatGen — мощное программное средство, предназначенное для генерирования статических и динамических сценариев, воспроизводимых с помощью системы LabSat 3, c контролируемыми и задаваемыми пользователем параметрами. Создание таких виртуальных сценариев позволяет проверить работоспособность тестируемого устройства при различных ускорениях, в различных временных зонах, на экваторе, при прохождении секунды координации и в других труднореализуемых ситуациях.

Racelogic SatGen

С помощью SatGen можно создавать сценарии с очень высокими динамическими условиями для проверки работы оборудования в различных условиях. К примеру – вы можете создать симуляцию взлета самолета, его вертикального подъема на высоту 9000 метров и последующего свободного падения, не покидая рабочего места. Создав с помощью программного обеспечения SatGen сложный сценарий с разнообразными динамическими условиями можно проводить вполне корректное сравнение тестируемых устройств.

Пользователю доступны импорт KML и NMEA файлов, также для создания необходимой траектории движения можно воспользоваться встроенным интерфейсом Google Earth и набором встроенных в SatGen команд.

SatGen позволяет создавать статические сценарии, в которых координаты объекта задаются вручную, или указываются с помощью интегрированного интерфейса Google Maps. Траектория движения задается простым нажатием в местах промежуточных позиций на карте. SatGen уже содержит готовые примеры сценариев (включая восьмерку, круг, и взлет самолета) с помощью которых можно проводить первые тесты уже после нескольких кликов мышкой.