高效模擬，靈活擴展！GNSS模擬器的多實例應(yīng)用淺析（一）

背景

GNSS是一種成熟的定位導(dǎo)航技術(shù)，廣泛應(yīng)用于多個行業(yè)和場景。隨著技術(shù)和需求的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了一種被稱為“多實例”的應(yīng)用與測試方式。

如無人機、航空航天和機器人等領(lǐng)域，開始采用雙天線來實現(xiàn)姿態(tài)測量。這種方法利用兩個獨立的GNSS天線來測量終端設(shè)備的姿態(tài)，包括俯仰、偏航和橫滾等。通過測量信號到達兩個天線的時間差以及信號的方位角，可以準確確定接收器的姿態(tài)，這對這些行業(yè)而言至關(guān)重要。

在自動駕駛、精確定位和測量測繪等領(lǐng)域，實時差分定位（RTK）的應(yīng)用也日益普及。它要求在一個場景中建立基準站和流動站，以使用校準信號獲取更精確的定位和導(dǎo)航信息。

在這些多天線測試場景中，需要對每根天線進行同步的模擬和仿真。此外，在測試行業(yè)和場景中，可能需要協(xié)調(diào)測試多個待測件，并在同一場景中對每個待測件進行仿真。由于這兩種測試需要在同一場景中進行，并對同步、精度和構(gòu)建等方面有相對嚴格的要求，因此需要專門的測試方法和方案，可以將其稱為“多實例”測試方案。

面臨的問題

針對這些多實例測試場景和方法，目前面臨了一系列問題和挑戰(zhàn)：

在評估自動駕駛和駕駛輔助系統(tǒng)時，GNSS模擬器生成車輛信號，但是仍需要解決以下問題：

1. 車輛如何與其他具有不同軌跡和速度的車輛進行互動？

2. 如何模擬防撞情況的處理？

3. 如何應(yīng)對GPS和GNSS信號拒絕的情況？

這些問題直接關(guān)系到最終產(chǎn)品的安全性。因此，需要考慮進行多軌跡與多車輛的GNSS仿真，實現(xiàn)更準確地模擬這些情景。此外，還存在一些單接收器和雙天線配置的應(yīng)用，它們同樣需要利用這種仿真技術(shù)。

另一方面，測試無人駕駛飛行器（UAV）如無人機也涉及到一系列挑戰(zhàn)：

1. 飛行器如何與其他UAV進行交互？不同的交互場景可能會導(dǎo)致性能差異

2. 如何應(yīng)對GPS和GNSS信號拒絕的情況？

3. 如何實現(xiàn)待測件的姿態(tài)測量模擬？

所以需要仿真和測試這些多個待測件之間的交互場景，以更好地理解它們的性能表現(xiàn)。此外，考慮到許多無人機應(yīng)用依賴多根天線進行定位和導(dǎo)航，還需要獨立模擬每根天線，實現(xiàn)更精確的驗證效果。

一個全面的測試計劃必須考慮盡可能多的場景，以確保產(chǎn)品的安全性。雖然GNSS模擬器可以模擬所需的GNSS信號，但模擬多個RF信號并不是一項容易的任務(wù)。要在實驗室中進行這種測試，就必須獨立地模擬每個軌跡或每個天線接收到的信號，這與將車輛或設(shè)備放置在室外測試大不相同。

此外在傳統(tǒng)的GNSS仿真測試方法中，通常需要多臺GNSS模擬器協(xié)同工作，通過不同的射頻端口將信號輸出到多個天線或待測設(shè)備，以實時模擬不同軌跡的情況。這種多設(shè)備連接的測試方法，不僅需要采購大批量的、價格高昂的、仿真專用的設(shè)備，還需要工程師花費大量時間做前期的連接，調(diào)試，集成以及封裝。而當未來需求變更的時候，此類方案卻缺少靈活、快速、高效的升級與擴展能力。

德思特如何解決這個問題

德思特Safran Skydel仿真引擎軟件可以在德思特Safran GSG-8 GNSS模擬器上運行，并提供了市場上大多數(shù)模擬器所不具備的——多實例功能。從一個主Skydel實例，可以控制運行在同一硬件上的幾個Skydel從屬實例，每個實例代表一個獨立的軌跡、車輛或天線。

德思特Safran Skydel軟件可以輕松啟動多次，這本質(zhì)上等于將你購買的一個GNSS模擬器轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€模擬器。這可以用于完成大量“多實例”的應(yīng)用，即多個天線、RTK流動站和基站、多輛車輛、單個車輛與多個干擾等。

迄今為止，德思特Safran是唯一可以做到這一點的仿真提供商，無需額外購買獨立的軟件，在現(xiàn)有軟件基礎(chǔ)上“復(fù)制”，即可完成多個獨立實例同時仿真，無需額外的軟硬件，即可在一個盒子內(nèi)經(jīng)濟高效的完成多實例仿真。

從硬件上講，德思特Safran GSG-8最多可以支持4個獨立的射頻輸出端口，因此可以在一個盒子內(nèi)同時進行最多四條獨立實例（車輛、軌跡或來自一個設(shè)備的獨立信號），此外由于它們運行在相同的硬件上，德思特Safran GSG-8也提前為您解決了時間同步等令人頭痛的問題，德思特Safran GSG-8自身提供了誤差只有18ns的同步機制，滿足大量需要高精時間同步的需求。

德思特Safran GNSS多實例模擬方案為測試人員提供了無可比擬的控制水平、便利性和靈活性，可以模擬多個射頻信號，而不需要購買額外的硬件。而如果你需要更多的實例，由于德思特Safran的COTS硬件驅(qū)動的架構(gòu)，您可以隨時添加GPU與SDR實現(xiàn)擴展，使之成為世界上最具可擴展性、成本效益的多天線仿真解決方案。

以上為德思特Safran GNSS模擬器的多實例應(yīng)用淺析（一）的主要內(nèi)容，在下一章將為大家介紹多實例方案的應(yīng)用場景。