Test efficace des récepteurs GNSS multi-fréquences, multi-constellations

Votre tâche

Tous les GNSS disponibles, y compris GPS modernisé, GLONASS, Galileo et BeiDou, proposent déjà ou du moins ont déjà planifié, leurs services de localisation sur des fréquences multiples dans la bande L. L'utilisation de plusieurs signaux sur des porteuses différentes aide à améliorer significativement l'estimation de la position (solution de navigation) d'un récepteur, en termes de précision et de fiabilité. C'est parce que les récepteurs travaillant sur les signaux L1 et L2 sont capables de calculer le délai ionosphérique et, par conséquent, supprimer l'erreur de position correspondante. En prenant en compte tous les GNSS disponibles, le nombre total de satellites de navigation dans l'espace s'élève à plus de 120. Environ 30 satellites en moyenne sont visibles de la plupart des emplacements dans le monde entier. Chacun de ces véhicules spatiaux (SV) fournit plusieurs services de localisation sur différentes fréquences.

De plus, les signaux des satellites visibles ne sont pas uniquement reçus via la ligne de mire (LOS), mais sont également réfléchis par les bâtiments ou autres obstacles avoisinants. Bien évidemment, les exigences relatives au récepteur augmentent avec l'évolution dans les constellations GNSS, et les simulations réalistes deviennent plus complexes et inévitablement coûteuses.

Les ingénieurs développant de nouveaux récepteurs dotés de capacités de traitement des signaux multi-constellations ont besoin d'un simulateur très précis et polyvalent, afin de valider la fonctionnalité et la performance. Le simulateur doit être capable de générer des signaux pour toutes les combinaisons possibles de GNSS (par exemple GPS, Galileo, GLONASS ou BeiDou) et des fréquences aussi réalistes que possible. Par conséquent, son canal doit être suffisamment large pour couvrir tous les SV visibles, le nombre important de services de localisation (tels que L1 C/A ou E1 OS), ainsi que les échos réfléchis. D'autre part, les ingénieurs doivent être capables de prendre en compte les caractéristiques de propagation du signal, telles que les effets troposphériques et ionosphériques, les caractéristiques du système, comme l'orbite et les erreurs d'horloge, ainsi que l'environnement de l'utilisateur, par exemple l'ombre ou d'autres perturbations.

Solution Rohde & Schwarz

L'option GNSS avancé, R&S®SMW-K120, transforme le générateur de signaux vectoriels R&S®SMW200A en un puissant simulateur GNSS et en une solution compacte dédiée aux tests efficaces de récepteurs GNSS. L'interface utilisateur graphique évoluée spécifique au GNSS facilite et rend plus intuitive la configuration de scénarios de tests complexes.

Une multitude de scénarios différents avec des signaux GPS, Galileo, GLONASS et BeiDou peut être générée en temps réel avec 144 canaux maximum. Pour le récepteur, la localisation simulée peut être statique, mais les utilisateurs peuvent également importer des fichiers de points de trajet pour configurer des scénarios en déplacement. Même les changements d'attitude du véhicule peuvent être simulés. Les mires des antennes peuvent être changées individuellement et l'emplacement d'installation peut être réglé. L'ombrage potentiel causé par le châssis de l'antenne peut être modelé avec les fichiers du masque relatif à la carrosserie du véhicule.

Configuration de scénarios multi-fréquences

Pour les scénarios multi-fréquences, le R&S®SMW200A dispose d'une seconde source RF intégrée. Cela rend possible la génération simultanée de signaux pour toutes les bandes de fréquence GNSS importantes, telles que L1, L2 et L5, avec un seul boîtier. Divers modèles ionosphériques peuvent être appliqués, afin d'évaluer les capacités de réduction de l'erreur des récepteurs multi-fréquences. Les modèles classiques, tel que le modèle Klobuchar utilisé par GPS ou le modèle NeQuick proposé par Galileo, sont disponibles, mais des modèles plus anciens peuvent également être chargés. Lorsqu'un test conduit est réalisé sur des récepteurs multi-fréquences, tous les signaux de sortie sont ajoutés dans un combineur, puis amenés dans le port d'antenne du récepteur. Sinon, les récepteurs peuvent être testés sans fil dans une chambre blindée. Les signaux de test sont alors fournis au récepteur GNSS via plusieurs antennes à l'intérieur de la chambre.

Utilisation des GNSS multi-constellations

Le R&S®SMW200A peut générer des signaux pour 144 canaux maximum, issus de différents GNSS, afin de prendre en charge les tests de récepteurs avec des signaux de test complexes. Ainsi, les scénarios réalistes, où les SV provenant de tous les GNSS présents, peuvent être configurés facilement.

Si le test nécessite un signal GNSS mélangé avec un nombre de satellites minimum et maximum prédéfini, ces limites peuvent être réglées par GNSS. De plus, tous les satellites peuvent être activés / désactivés manuellement à la volée, ainsi la simulation n'est pas interrompue.

Il est également possible de changer les niveaux de puissance individuels ou d'attribuer des erreurs de pseudo-distance à chaque satellite en temps réel. Cela peut être utilisé pour tester la capacité de surveillance d'intégrité autonome d'un récepteur (RAIM). La situation réelle de disparition et réapparition des satellites peut être observée sur le moniteur de simulation intégré (voir la figure en bas à gauche).

Avantages et caractéristiques principales

Le R&S®SMW200A est la solution parfaite pour le test de votre récepteur multi-GNSS et multi-fréquences. Il garantit des conditions de test réalistes et répétables dans un environnement de laboratoire contrôlé avec les caractéristiques principales suivantes :

• Prise en charge de scénarios multi-constellations jusqu'à 144 canaux
• Prise en charge de tous les GNSS importants

- GPS L1/L2 (C/A et code P), L2C, L5

- GLONASS code L1/L2 C/A

- Galileo E1, E5a, E5b

- BeiDou B1I/B2I

- QZSS L1 C/A

• Configuration simple de scénarios GNSS multi-fréquences