Test simple de récepteurs GNSS multi-fréquences et multi-constellations

Votre tâche

Tous les systèmes mondiaux de navigation satellite (GNSS) disponibles, y compris GPS modernisé, GLONASS, Galileo et BeiDou, proposent déjà, ou du moins ont prévu, des services de positionnement sur plusieurs fréquences dans la bande L. L'utilisation de plusieurs signaux sur différentes porteuses aide considérablement à améliorer l'estimation de la position d'un récepteur (solution de navigation) en termes de précision, de fiabilité et de résistance aux interférences. C'est parce que les récepteurs fonctionnant sur les signaux L1, L2 et L5 sont capables de calculer le retard ionosphérique et, en réponse, supprime l'erreur de position correspondante. En considérant tous les GNSS disponibles, il y a plus de 120 satellites de navigation dans l'espace. En moyenne, environ 30 satellites sont visibles depuis n'importe où dans le monde. Chacun de ces véhicules spatiaux (SV) fournit plusieurs services de localisation sur différentes fréquences. Les signaux des satellites visibles ne sont pas seulement reçus par ligne de mire (LOS), mais sont également réfléchis par des bâtiments voisins ou d'autres obstacles.

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 capables de traiter des signaux multi-constellations ont besoin d'un simulateur polyvalent et très précis pour valider la fonctionnalité et la performance. Le simulateur doit être capable de fournir des signaux extrêmement réalistes pour n'importe quelle combinaison de GNSS (par exemple GPS, Galileo, GLONASS, BeiDou) et de fréquences. Par conséquent, son canal doit être suffisamment large pour couvrir tous les satellites visibles, le nombre important de services de localisation (tels que L1 C/A ou E1 OS), ainsi que les échos réfléchis. Et les ingénieurs doivent être capables de prendre en compte les caractéristiques de propagation du signal telles que les effets troposphérique et ionosphérique, les caractéristiques du système telles que les erreurs d'horloge ou d'orbite, ainsi que l'environnement de l'utilisateur, par exemple l'ombrage ou d'autres problèmes.

Solution Rohde & Schwarz

Grâce à sa conception flexible d'options, le R&S®SMBV100B peut être utilisé pour une large gamme de tests différents. En commençant avec des signaux à fréquence simple pour le développement de récepteurs et le test en production, le simulateur GNSS peut être mis à niveau par logiciel pour prendre en charge les scénarios multi-constellations et multi-fréquences, qui permettent la caractérisation avancée du récepteur et le test de performance.

Une multitude de scénarios différents avec des signaux GPS, Galileo, GLONASS et BeiDou peut être générée en temps réel avec 102 canaux maximum. Pour le récepteur, l'emplacement simulé peut être statique, mais les utilisateurs peuvent également importer des fichiers de points de cheminement pour configurer des scénarios dynamiques. Même les changements d'attitude du véhicule peuvent être simulés. La mire d'antenne peut être changée individuellement et l'endroit d'installation de l'antenne peut être configuré. L'ombrage potentiel causé par le châssis de l'antenne peut être modélisé en utilisant des fichiers de masques d'un véhicule.

Application

Configuration de scénarios multi-fréquences

Grâce à la bande passante de modulation élevée du R&S®SMBV100B, il est possible de générer simultanément des signaux pour toutes les bandes de fréquences GNSS importantes telles que L1, L2 et L5 sur une seule sortie RF sans nécessiter d'équipements supplémentaires tels que des combinateurs externes. Cela simplifie grandement le test des récepteurs multi-fréquences.

Pour évaluer les capacités de minimisation de l'erreur des récepteurs multi-fréquences, différents modèles ionosphériques peuvent être appliqués. Des modèles classiques tels que le modèle Klobuchar utilisé par le GPS ou le modèle NeQuick proposé par Galileo sont disponibles, mais d'anciens modèles peuvent également être chargés.

Utilisation des GNSS multi-constellations

Le R&S®SMBV100B peut générer des signaux pour 102 canaux maximum issus de différents GNSS, afin de prendre en charge les tests de récepteurs avec des signaux de test complexes. Cela facilite la configuration de scénarios réalistes où des satellites de plusieurs GNSS sont présents. Par exemple :

Si le test nécessite un signal GNSS mixte avec un nombre minimal et maximal de satellites prédéfini, ces limites peuvent être réglées par GNSS. Tous les satellites peuvent être activés ou désactivés manuellement, par exemple la simulation n'est pas interrompue.

Il est également possible de changer les niveaux de puissance individuels ou d'attribuer des erreurs de portée à chaque satellite sans recalculer le scénario, idéal pour le test des capacités de surveillance d'intégrité autonome (RAIM) d'un récepteur. La situation réelle de disparition et réapparition des satellites peut être observée sur l'écran de simulation intégré (voir Fig. 3).

Avantages et caractéristiques principales

Le R&S®SMBV100B est la solution parfaite pour le test des récepteurs multi-constellations. 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 102 canaux
• Prise en charge de tous les principaux systèmes de navigation satellite mondiaux (GNSS)
• GPS L1 / L2 (codes C/A et P), L2C, L5
• GLONASS L1 / L2 code C/A
• Galileo E1, E5a, E5b
• BeiDou B1I/B2I
• QZSS/SBAS L1 C/A
• Configuration simple de scénarios multi-fréquences